基于opengl实现海底地形显示的研究new

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第20卷第10期计算机仿真2OO3年10月：—一—=====——=—==—：=—=——：—==—：=—=——一文章编号：1006—9348(2003)10—0081一o4基于OpenGL实现海底地形显示的研究郝燕玲，路辉(哈尔滨工程大学自动化学院，黑龙江哈尔滨150001)摘要：该文提出了一种三维海底地形的显示方法，该方法具有较高的真实感，能够逼真地模拟出海底复杂的地形环境；同时，该方法还具有良好的计算性能，很好地满足了工程应用中对动画实时性的要求。另外，在底层运动控制方

2、式的基础上，该文给出了高层的显示方案，提出简化三维海底地形的方法，从而保证了海底地形的真实感显示和运动模拟。关键词：地形；投影；实时中图分类号：333391．41文献标识码：A3DS模型文件转换成OpenGL的顶点数组等特点。因此利用1引言具有真实感的三维海底地形有着广泛的应用领域，可以OwnGL来绘制三维海底地形动画具有图形质量高、显示速用来制作虚拟现实环境中的各种海底环境；可以提供地理信度快、程序可移植性好等特点。息系统中资源的三维定位、地理查询、路径规划等功能。另本文提出的是基于OpenGL的具有真实感的三维海底

3、地外，它在舰船导航、海洋勘探、电影制作、游戏娱乐等方面都形显示的方法。该方法在保证海底地形真实感的前提下，充有着很好的应用前景。由于真实感三维海底地形应用十分分利用了orenGL的API，通过设置数据存储结构降低了海底广泛，所以它引起了研究者们极大的兴趣。研究者们在该领地形运动的计算量，能很好地满足动画的实时性。此方法的域做了大量的研究工作，并取得了很大的进展。近些年来，控制结构健壮，运算三维海底地形模型的工作量较小，运动随着海洋综合利用开发的进展、计算机软硬件水平的飞速提的控制较为简单。在此基础上，本文提出的高层三维

4、海底地高和网络应用的蓬勃发展，这一领域再次成为研究的热点。形运动控制方法进一步简化了三维海底地形的工作量。真实感三维海底地形显示的最大难点是。如何在三维海底地形模型上随着视点及其它需要(如：显示比例等)实时地2海底地形的构建模拟真实海底地形的各种状态。由于海底地形结构十分复2．1海底地形构建的总体方案杂，所以建立和计算海底地形的物理模型十分困难。而且由基于OpenGL进行三维图形的绘制大致可以分为四个步于海底地形本身的特异性决定了其存储数据量非常庞大，要骤，即初始化工作、场景的设置、地形模型的建立和地形的显实时地模拟某

5、一特定地形上动态变化也十分困难。示和交互操作。在初始化工作中主要完成设备环境的初始为了使海底地形的真实显示更符合工程应用的需要，借化(设置像素格式、处理设备描述表等等)；场景的设置主要助于相应的3D图形的(ApplicationProgrammingInterface)完成对模型视图矩阵和投影矩阵的操作，将模型的数据映射构建海底实时三维地形是相对实用的做法。目前3D图形的到屏幕坐标，同时进行场景的布置，设置光源的位置和模型API很多，有Direet3D、OpenGL、Glide、Heidi等。其中OpenGL的材质，这

6、是一个十分关键的步骤，模型的最终显示效果和和Direet3D是目前开发三维图形应用程序的主流API。Di．外观取决于这一步的参数设置，同时这一部分涉及到了复杂rect3D是微软公司专为PC游戏开发的API，与Windows95和的三维空间的坐标变换；地形模型的建立和显示主要是利用WindowsNT操作系统兼容性好，可绕过图形显示接口直接进给定的地形数据并将其转化为OranGE的语言，最终在二维行支持该API的各种硬件的底层操作，大大提高了游戏的运屏幕上显示出真实的海底地形。这几个部分是相辅相成的，行速度，由于要考虑与各

7、方面的兼容性，执行效率上有着很同时也充分的显示出OpenGL开发三维图形的方便之处，具大的问题，而且其代码移植相对困难。Op~nGL则是一个代体的过程可以由图1来表示。码移植方便并且显示速度很快的3D图形和建模库，它提供2．2海底地形的三维网格模型了二维和三维建模、变换处理、光照处理、动画和实时交互等目前地形模型的存储数据表达方式有规则网格、不规则性能，是绘制真实感图形、建立三维交互场景的高性能的3D三角网和等值线三种形式。其中三角网的采样点的分布可图形开发的工业标准API_】j，OpenGL还具有网络功能并可以以是不

8、规则的，可根据地形的起伏变化灵活的改变取样密很方便地将AutoCAD、3DS等3D图形设计软件制作的DFX和度，较好地顾及地貌特征，减少数据冗余和失真。因此它更适用于实时动态地形仿真。同时对于OpenGL来说，上述的收稿日期：2003—06—13三种数据格式不能在Op~GL中直接显示，必须利用OpinE一81—维普资讯http:/