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1、第20卷第9期计算机辅助设计与图形学学报Vol.20,No.92008年9月JOURNALOFCOMPUTER2AIDEDDESIGN&COMPUTERGRAPHICSSep.,2008大规模城市场景的高效建模及其实时绘制3刘波王章野王丽英华炜彭群生(浙江大学CAD&CG国家重点实验室杭州310058)(liubo@cad.zju.edu.cn)摘要提出一种新的大规模城市场景高效建模及实时绘制方法.该方法综合建筑物的航拍图及地面图片来分层构造单体建筑物的几何模型与纹理,构建出该城市的建筑模型库;并通过城市的小区规划图生成小区模板
2、库,可高效地实现大规模城市的风格式建模.采用单体建筑物的简化建模方法,将分页式的场景剔除技术引入城市场景的图形绘制流水线中,可实现雨、雪等不同气象条件下大规模复杂城市场景的实时绘制,整个场景的平均绘制速度达到20帧Ps.关键词城市场景;高效建模;实时绘制;气象条件;建筑模型模板库中图法分类号TP391EfficientModelingandReal2TimeRenderingofLarge2scaleUrbanScenes3LiuBoWangZhangyeWangLiyingHuaWeiPengQunsheng(StateKey
3、LaboratoryofCAD&CG,ZhejiangUniversity,Hangzhou310058)AbstractThispaperproposesanewefficientmodelingandreal2timerenderingapproachforlarge2scaleurbanscenes.Ourapproachhierarchicallyrecoversthegeometryandtextureofbuildingunitsfromtheiraerialandground2levelimages,toconst
4、ructanurbanarchitecturalmodellibrary.Besides,itsetsupalibraryoflayouttemplatestosupportthestylizeddesignofeachdistrictintheurbanscenesefficiently.Byincorporatingmodelsimplificationandpagingscenecullingtechniquesintotherenderingpipeline,wesuccessfullyachievethereal2ti
5、merenderingoflarge2scalecomplexurbansceneunderrain,snowandotherweatherconditions.Theaveragerenderingrateofthewholescenereachesupto20fps.Keywordsurbanscene;efficientmodeling;real2timerendering;weatherconditions;model&layouttemplatelibrary近年来,快捷高效的大规模三维城市建模与绘字建模并定期更新.在
6、我国,目前正面临着二维地理制技术在军事国防、城市规划、虚拟社区、数字化文信息系统(geographicinformationsystems,GIS)向物保护、交通驾驶导航、反恐怖活动和游戏数字娱乐三维GIS转型的时期,急需三维城市高效建模与绘等领域的应用需求迅速增长.如美国SGI公司研制制的新技术.传统的三维城市建模方法往往采用交的“城市战争可视化技术”在2003年美军入侵伊拉互式几何建模工具软件,由于城市各类建筑物数目克并攻占其首都巴格达的军事行动中起到了关键的众多,这种方法耗时、耗财、效率十分低下.而若仅凭作用.在日本,大多
7、数城市至今已完成了三维城市数遥感图像,由于缺少地面建筑物的高度数据及侧面收稿日期:2008-07-14.基金项目:国家“九七三”重点基础研究发展规划项目(2002CB312101);国家“八六三”高技术研究发展规划计划(2007AA01Z316);浙江省自然科学基金杰出青年团队项目(R407042).刘波,男,1981年生,硕士,主要研究方向为城市建模与绘制、虚拟现实.王章野,男,1965年生,博士,副教授,论文通讯作者,主要研究方向为真实感图形、虚拟现实、红外成像仿真和图像融合等(zywang@cad.zju.edu.cn).
8、王丽英,女,1976年生,博士研究生,主要研究方向为城市建模与绘制、虚拟现实.华炜,男,1972年生,博士,副研究员,主要研究方向为大规模场景的建模与绘制、虚拟现实等.彭群生,男,1947年生,博士,教授,博士生导师,CCF高级会员,主要研究方向为真实感图形、虚
