大规模三维场景管理与地形漫游技术研究与实现

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1、河海大学硕士学位论文大规模三维场景管理与地形漫游技术研究与实现姓名：余宇峰申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：万定生20080610河海大学硕十学位论文大规模三维场景管理与地形漫游技术研究与实现摘要三维地形可视化在地理信息系统、实时仿真及3D游戏等领域都占有非常重要的地位。随着遥感技术、卫星技术的发展，三维地形场景的几何数据和纹理数据量日益庞大；因此，为了实现大规模漫游系统逼真、实时的显示与交互，设计一种有效的数据组织存储方法和合理高效的动态调度算法成为关键。三维地形绘制时，关键技术是加快地形场景的显示绘制效率；目前主要由两种方法来实现：

2、一是数据从存储器到内存阶段，通过有效数据组织、细节层次预处理、可见性裁剪将数据动态载入内存，并在内存中进行有效管理以减少场景数据；二是数据在内存的绘制阶段，在场景渲染之前，通过多边形简化、多分辨率模型等技术对内存中的地形数据进行合理的简化，以有效减少三角形绘制数目。本文结合引江济太三维动态模拟系统，阐述了目前大规模场景数据处理和显示涉及的主要技术；研究了大规模三维地形数据的组织存储方法；为提高绘制效率，充分发挥GPU的性能，将地形数据组织成含地形概要四叉树(TSQ)的地形瓦片金字塔(TTP)的层次结构。并基于该数据结构，借鉴已有地形数据的动态调度思想

3、，设计并实现了一套可行、合理的瓦片地形块与批LOD相结合的地形绘制算法；引入多线程技术，实现绘制线程和数据调度线程的并行化，对于不使用数据分割和调度策略的场景绘制系统而言，缩短了场景的初始化时问，提高了绘制的帧率，实现了大规模三维地形漫游系统显示的平滑和连续。关键词：大规模场景，细节层次，数据组织与调度，地形概要四叉树，多线程，外存调度河海人学硕一卜学位论文大规模三维场景管理与地形漫游技术研究与实现AbStraCtⅥsualizationofla唱e—scalethree-dimensionalisplayingakeyr01einmallyappl

4、ications，suchasgeographicinfonnationsystem，real-timeflightsimulationsandthree-dimensionalg锄es，etc．WiththerapiddeVelopmentoftheremotesenseandsatellitetechnology，thedataofDEMandtextllrebecomemoreandmorehuge．So，oneoft11ekeytechnologiesofthela唱e—scalewalkthroughsystemishowtoimpleme

5、ntthereal-timerenderingandinteractiVeoperation，andwhichreasonableandeffectiVedynamicalschedulestrategyofscenedatashouldbeused．7r、ⅣoaspectsareconcemedtoimproVerenderingemciency、ⅣhenrendeIIing3Dterrain：onewayisthatitisrealizedinthestageofdatabeing10adedfromstoragetomemory，bythete

6、chn0109yofeffectiVeorganizationofdata，LODpreViouslyprocessed，dynamicallyloadingdatatomemo叮tllroughVisibilityculIingande矗、ectiVemanagementinmemoq；theotheristhatinthestageofdatabeingrenderedinmemory，therenderingtriangles’numberisreducedbeforescenebeingrendered，bythewaysofreasonab

7、lesimpli6cationofthedatainmemoryusingthetechnologyofpolygonsimplificationandmulti—resolutionmodel．Atpresent，optimizingalgorit№sareconcemedwiththeaboVetWoaspects．Thisp印er，Combinedtothe3DDyn姗icSimulateSystemofTheY{m舒zeRiVer-TaihuLake、ⅣraterTransferProject，hasintroducedRende曲gtech

8、nology，andstudiedtheo玛anizationmethodofthela唱e—scaleth