基于GPU的大規(guī)模球形地形可視化技術(shù)研究.pdf

1、基于大規(guī)模地形數(shù)據(jù)的全球多分辨率地球模型已經(jīng)成為當(dāng)前最為熱門(mén)的研究課題之一，被愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用到諸多行業(yè)，如地理信息GIS、航空仿真、外景探測(cè)、虛擬戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)、醫(yī)學(xué)圖像、3D網(wǎng)絡(luò)游戲等行業(yè)。設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)合理而又高效的地形數(shù)據(jù)組織調(diào)度方式、以及地形實(shí)時(shí)繪制方式是本文所要實(shí)現(xiàn)的可視化系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。因此，本文針對(duì)上述關(guān)鍵問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)大規(guī)模球形地形可視化系統(tǒng)。
　　本文在實(shí)現(xiàn)可視化系統(tǒng)的過(guò)程中，主要研究工作包括：
　?。?）實(shí)現(xiàn)對(duì)

2、地形數(shù)據(jù)的組織調(diào)度：采用基于等間隔經(jīng)緯度的構(gòu)建方式并結(jié)合LOD技術(shù)對(duì)地形數(shù)據(jù)進(jìn)行分層分塊組織；并采用多線程并行機(jī)制對(duì)地形高程和紋理數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)度。
　?。?）實(shí)現(xiàn)對(duì)大規(guī)模球形地形的實(shí)時(shí)繪制技術(shù)：采用基于四叉樹(shù)的瓦塊實(shí)時(shí)繪制算法構(gòu)建地形四叉樹(shù)網(wǎng)格，并對(duì)地形網(wǎng)格根據(jù)視錐、地形塊紋理投影面積、地形塊高程投影誤差進(jìn)行節(jié)點(diǎn)更新操作。
　?。?）采用基于四叉樹(shù)的LOD多層次分辨率技術(shù)、視域可見(jiàn)性剔除技術(shù)等提高繪制效率；
　?。?）實(shí)

3、現(xiàn)模擬天空、光照、海洋以及地形暈渲效果。
　　本文選用Blue Marble Next Generation數(shù)據(jù)源作為可視化系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)，并對(duì)這些地形高程數(shù)據(jù)和紋理數(shù)據(jù)進(jìn)行分層分塊，生成具有不同分辨率的具有唯一LodID號(hào)的地形數(shù)據(jù)塊Patch，并通過(guò)數(shù)據(jù)調(diào)度模塊創(chuàng)建的兩個(gè)子線程進(jìn)行調(diào)度數(shù)據(jù)；本文采用基于四叉樹(shù)的瓦塊實(shí)時(shí)繪制算法對(duì)地形網(wǎng)格進(jìn)行剖分建模，生成50棵四叉樹(shù)，各個(gè)四叉樹(shù)節(jié)點(diǎn)都表示具有不同LodID號(hào)的地形塊Patch，