地形环境下的动态场景绘制

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1、第33卷第4期华北电力大学学报Vol.33,No.42006年7月JournalofNorthChinaElectricPowerUniversityJul.,2006地形环境下的动态场景绘制阎光伟(华北电力大学计算机科学与技术学院，北京102206)摘要：提出了地形环境下的动态场景绘制流程。使用空间离散化的方法实现了运动物体之间以及运动物体和地形之间的快速碰撞检测。为了实现运动物体与地形的匹配，采用了一点匹配法和面匹配法。实现了网格模型、基于图像的模型在地形环境下的绘制。最后给出了坦克和虚拟人在

2、地形环境中绘制的实验结果。该方法可应用于网络游戏、战场视景仿真、数字城市、电影制作等领域。关键词：地形；动态场景；碰撞检测；虚拟人中图分类号：TP391.41文献标识码：A文章编号：1007-2691(2006)04-0080-04DynamicscenesrenderinginterrainenvironmentYANGuang-wei(SchoolofComputerScienceandTechnology,NorthChinaElectricPowerUniversity,Beijing10

3、2206,China)Abstract:Therenderingofdynamicscenesinterrainenvironmentisstudied.Theflowchartfortherenderingissuggested.Thespatialdiscretizationmethodisusedtodetectthefastcollisionamongmovingobjectsandcollisionbetweenmovingobjectsandterrain.Thepointmatchi

4、ngandfacematchingmethodareutilizedtorealizethematchingbetweenmovingobjectsandterrains.Themeshmodelsandimage-basedmodelsareusedtomaptanksandvirtualhumans.Experimentalresultsshowthatthemethodiseffective.Keywords:terrain;dynamicscenes;collisiondetection;

5、virtualhuman引言1地形绘制技术地形环境下的动态场景绘制技术是近年来的一在虚拟战场环境的诸要素中，地形是一个非常个研究热点。它在军事、经济、生活、娱乐等领域关键的要素。要实现虚拟战场环境的模拟和绘制，具有广泛的应用：如野战战场环境视景仿真、城市必须实时地绘制具有较高真实感的地形。地形的绘可视化、三维游戏、电影制作等。制技术近年来被广泛地研究和应用。其中最多的是地形环境下的动态场景绘制主要涉及4个方面利用真实地形数据进行地形绘制。目前大多采用数的内容：（1）地形绘制技术。（2）碰撞检测。（

6、3）字地面模型（DigitalTerrianModel,DTM）。DTM运动物体与地形的匹配。（4）运动物体的绘制。本数据是由通过对地形在规则网格上进行采样得到的文主要研究如何在大规模地形环境下绘制坦克和虚高程值组成。通过使用飞机和卫星上拍摄的地表图拟人等运动物体，实现虚拟战场环境的仿真。像作为纹理，可以生成具有高度真实感的地形表面。收稿日期：2006-05-15.基金项目：国家部委预研项目（10405033）.作者简介：阎光伟(1971－),男,华北电力大学计算机科学与技术学院讲师.第4期阎光伟

7、：地形环境下的动态场景绘制81为了加速大规模地形的绘制速度，需要对地形数据进行简化。地形数据简化技术的发展过程分为2地形环境下的动态场景绘制流程3个阶段：离散LOD模型，连续LOD模型，多分[1]虚拟战场环境绘制的主要内容是如何在野外地辨率模型。离散LOD模型通过离线的方式建立：建立多形环境下进行运动物体（包括车辆、坦克、人等）个具有不同细节层次的模型。有两种建立模型的方的绘制。其主要包含以下几个方面：（1）地形的绘法：（1）简化方法：从包含整个地形数据的三角形制。（2）碰撞检测。（3）三维运动模

8、型与地形的网格开始,逐步删除那些符合一定判别准则的数据匹配。（4）运动模型的绘制。下面给出地形环境下点,直至粗化到需要达到的细节水平为止。（2）细的动态场景绘制流程：化方法：从一个由很小的地形数据集构成的简单三（1）调入地形数据、地形纹理数据。角形网格结构开始,逐步添加进一些通过某种准则（2）调入模型数据。可以是网格模型数据，或的点,从而改善分辨率,直到获得所需的细节层次。者是对模型预采样得到的图像数据。在绘制的时候，根据绘制条件，如地形距离视点的（3）设定运动模型的初始位置、姿态