在地形渲染中的应用

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1、第14卷第5期哈尔滨理工大学学报Vol114No152009年10月JOURNALOFHARBINUNIVERSITYOFSCIENCEANDTECHNOLOGYOct.2009SLOPE法线生成算法的LOD技术在地形渲染中的应用宋双柱,薛群,孙立镌(哈尔滨理工大学计算机科学与技术学院,黑龙江哈尔滨15008)摘要:为了研究LOD地形渲染技术在使用法向量进行地形光照等渲染的时候遇到的困难,解决数据存储与动态计算法线向量的问题,在分析当前使用的地形渲染技术的基础上,针对三维地形渲染的常用方法,提出了一种新的计算法线向量的方式算法,简化了操作,并提高了渲染效率.关键词:地形渲染;斜面

2、;LOD;四叉树中图分类号:TP391文献标志码:A文章编号:1007-2683(2009)05-0063-05ApplicationofLOD2basedSLOPEinTerrainGenerationSONGShuang2zhu,XUEQun,SUNLi2juan(SchoolofComputerScienceandTechnology,HarbinUniversityofScienceandTecholgy,Harbin150080,China)Abstract:Toresearchtheproblemusinglightingbynormaldirectioninterr

3、aingeneration,andsaveorchangethedatadynamicallyquickly,weprovideanewideaforthecalculationofthenormal,usingMulti2ResolutionTer2raintechnologyandLevelofDetailtechnologyandenhancingthegenerationefficiencyandsimplifytheoperation.Keywords:terraingeneration;SLOPE;LOD;quad2tree(LOD)技术,它是一种符合人的视觉特性的技

4、[3-5]0引言术.当场景中的物体离观察者很远的时候,它们经过观察、投影变换后在屏幕上往往只是几个像素室外场景的实时渲染技术是游戏编程世界中的甚至是一个象素.因此完全没有必要为这样的物体热点技术.同时它在其它领域也有着同样重要的作去绘制它的全部细节,可以适当的合并一些三角形用.如GIS系统,飞行模拟系统,VR系统以及数字而不损失画面的视觉效果.对于一般的应用,通常会[1]地球技术等都离不开室外场景的实时渲染技术.为同一个物体建立几个不同细节层度的模型,这样一个优秀的室外场景实时渲染技术在保证实时性以的技术应用在地形渲染中,也称之为多分辨率地形外还能创造出非常逼真的、有说服力的虚拟

5、自然环(Multi2ResolutionTerrain).境.它除了需要能模拟出各种如雪地、草地、沙漠等LOD算法对场景的处理比较复杂,但是它可以地形以外,还要能模拟出各种树木、杂草以及各种天足够自由地去控制场景渲染,更加方便的使用显卡[2]气效果.的硬件加速功能.而且可以很容易的在场景中组合目前主要的地形渲染技术其中就层次细节其他的物体.如树木,太阳以及粒子系统等,天空如收稿日期:2008-12-16基金项目:国家自然科学基金资助的项目(60173055)作者简介:宋双柱(1970—),男,硕士研究生,E2maill:SS2001@yahoo.cn;孙立镌(1944—),男,教

6、授,博士生导师.64哈尔滨理工大学学报第14卷它可以方便的让观察者以任意的角度去观察场景,而一个凹凸不平的表面是理所当然的需要更多的只要让摄影机旋转一定的角度就可以了.三角形去描绘的.1基于LOD算法的地形简化LOD技术是本文研究的基础和实现平台的地形渲染技术.如图1所示.图2规则的简化(左)和非规则的简化方式(右)用LOD算法渲染地形的时候,还有一个很重要的问题就是几何变形(Geomorphing)问题,由于对一些细节的丢弃,随着视点的移动,远处原来没有的细图1LOD处理的地形网格节很可能会突然出现,这种现象也称为“跳出”对于LOD中,这些不同细节层度的网格可以是(“Pop”)

7、.必须消除这种现象,或者至少要把它控制在程序运行前建立的.也可以是在运行时刻计算生[7]在可以接受的范围以内.成的.可以从一个全细节的网格模型出发,通过一系由上可知,LOD算法其实并不很复杂,本文认列简化操作生成低细节层度的模型,简化操作可以为其关键处可概括如下:分成3种:顶点删除,边压缩和面片收缩技术.通过1)数据的存储布局.数据在内存中的布局必须这样处理后,可以在特定的场合下选择合适的模型,要方便算法的实现,同时最好还要降低操作系统缺而不必每次都选用全细节的模型,这样可以大大