基于gpu的三维地形可视化研究

《基于gpu的三维地形可视化研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、密级：公开中图分类号：P208硕士学位论文基于GPU的三维地形可视化研究研究生：王宁导师：李朝奎教授学科：地理学研究方向：地图学与地理信息系统2018年5月AThesisSubmittedfortheDegreeofMasterResearchon3DTerrainVisualizationBasedonGPUCandidate：WangNingSupervisorandRank：ProfessorLiChaokui基于GPU的三维地形可视化研究学位类型：学术型学位作者姓名：王宁作者学号：15011001011学科（专业

2、学位类别)地理学研究方向（专业领域)地图学与地理信息系统导师姓名及职称：李朝奎教授实践导师姓名及职称：所在学院：资源环境与安全工程学院论文提交日期：2018年5月学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关

3、保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日本文得到如下基金课题资助1.国家自然科学基金课题：大范围三维城市模型快速构建方法及其泛在应用建模。课题编号：41571374摘要地形可视化在地理信息系统、航空仿真、飞行模拟、虚拟现实以及娱乐游戏方面有着广泛的应用。随着

4、“数字地球”的提出，地形可视化已成为国内外学者研究的重点和热点。但随着数据量的增加，模型精度的要求越来越高，给地形模型的渲染带来很大的困难。本文通过深入研究当前流行的地形可视化技术——LOD技术，结合GPU的高性能并行计算特性，实现并改进了基于ROAM的实时地形渲染算法。本文主要研究工作及创新如下：（1）介绍三维地形可视化过程，针对三种不同的LOD模型（离散LOD模型、连续LOD模型以及多分辨率渲染模型）分析其优缺点，其多分辨率建模为当前比较流行的地形可视化技术之一。（2）深入研究传统的ROAM算法，并对其关键技术进行分

5、析，对其渲染效果进行实验。结果表明传统ROAM算法渲染后的地形出现大量裂缝现象，利用强制分割法修补地形裂缝，虽能达到很好的可视化效果，但是大大增加了计算机的计算量，降低建模效率。（3）针对ROAM算法对数据源的限制问题提出解决办法，利用视域裁剪的方法进行基于ROAM算法的建模，并进行实验验证。实验结果表明：能够实现不规则数据的建模，提高建模效率，满足地形动态实时绘制的要求，为大规模地形实时渲染提供有效地解决方案。（4）对GPU高性能并行计算进行研究，利用CPU和GPU进行地形模型建模效率对比。实验结果表明，利用GPU建模

6、效率更高。加速比随着计算量的增大而增大，当达到一定量时进行加速实验时，加速效果趋于一个稳定状态。关键词：三维地形可视化；层次细节模型；GPU；实时优化自适应网格IAbstractTerrainvisualizationiswidelyusedingeographicinformationsystems,aviationsimulation,flightsimulation,virtualreality,andentertainmentgames.Withthepropositionof"DigitalEarth",ter

7、rainvisualizationhasbecomethefocusandhotspotofscholarsathomeandabroad.Butwiththeincreaseofdatavolume,theaccuracyofthemodelismoreandmoredemanding,whichbringsgreatdifficultiestotherenderingofterrainmodels.Inthispaper,throughthein-depthstudyofthecurrentpopularterrai

8、nvisualizationtechnology,LODtechnology,combinedwiththehighperformanceparallelcomputingcharacteristicsofGPU,thereal-timeterrainrenderingalgorithmbasedonROAMisre