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1、基于四叉树孤立分割与屏幕误差地形LOD算摘要：为解决静态和动态细节层次模型存在的数据冗余度大、精度判断标准单一和层次切换跳跃感强的问题，提出了基于四叉树孤立分割和屏幕误差的地形LOD(levelofdeta订)算法•采用该算法，针对于规则格网，通过地形瓦片分割和数据预处理减少实时阶段计算量，利用四叉树孤立分割消除结点间依赖关系，并构建保守性屏幕误差评价标准以弱化视觉跳跃感，最后采用添加拆分点和高程平均值法消除相邻瓦片和结点间裂隙.实验结果表明：该算法能较好解决常规方法中存在的问题；可满足大规模地形
2、实时三维显示的要求；实时显示计算量小，帧速可保持在0.03s以内.关键词：虚拟现实；四叉树；屏幕误差；裂隙；细节层次模型中图分类号：P208文献标志码：ALODAlgorithmofTerrainBasedonConservativeScreenErrorandIsolatedDivisionofQuadtreeZHANGJunfeng,YAOZhihong(SchoolofResourceandEnvironment,NorthChinaUniversityofWaterResourcesand
3、ElectricPower,Zhengzhou450011,China)Abstract：Inordertodealwiththeproblemsofenormousdataredundancy,singleevaluationstandardofprecisionandstrongsceneofjumpingatlevelswitchinstaticanddynamiclevelofdetailmodels,analgorithmforregularsquaregridwasproposed・T
4、hisalgorithmreducesthecomplexcomputationinrealtimeexpressionthroughterraintilepartitionanddatapreprogressing,andeliminatesdependenciesbetweennodesusingisolateddivisionofquadtree・Bybuildingupanevaluationstandardbasedonconservativescreenerror,jumpingfee
5、lingisweakenedgreat1y.Finally,cracksbetweenadjacenttilesandnodesareeliminatedeasilybyaddingsplitpointsandaveragingelevationvalue.Experimentresultsshowthatthisalgorithmhasabilitiestoovercometheshortcomingoftheconventionalmethodsandmeetstherequirementso
6、f3Drealtimeexpressionoflargescaleterrain.Furthermore,amountofcalculationforrealtimedisplayissmallandframespeediswithin0.03s.Keywords:virtualreality；quadtree；screenerror；crack；levelofdetailmodel地形三维场景的实时快速显示是虚拟现实的基础内容，也是关键的核心环节之一[1],在一般硬件条件下如何实现实时动态显示一
7、直是一个重点研究领域，细节层次模型(levelofdetail,L0D)就是其中的典型代表算法•从LOD提出到现在，静态LOD是最常用的方法，它多基于金字塔结构或瓦片结构离散生成若干个精细度不同的模型副本供实时调用[25],简单是其最大优点，但模型切换时视觉跳跃感较强，且在单一时刻分辨率处处相同，数据冗余度很大•针对静态LOD的缺点，动态LOD通过自下而上或自上而下的遍历顺序，依据一定的误差规则确定分割或合并次序，地形显示自由度大，数据冗余度较小[69].但由于采用结点依赖关系消除裂隙，导致相邻区
8、域的结点层次相互影响，且算法较复杂，难以用于大规模地形可视化•另外，各类算法多采用高程几何差衡量表达精度，尽管简单快捷，但随意性较大，不能很好消除视觉跳跃感.基于此，作者从规则格网(regularsquaregrid,RSG)入手，提出了一种快速、高效的自适应LOD显示新算法.该算法采用孤立的四叉树层次分割方式，使LOD的级别“不受限”,即当前地形区域依据误差大小自动选择合适的LOD级别而不受相邻区域分割层次的限制，同时，利用优化的预处理策略和保守性屏幕误差评价标准,以减少实时阶段
