VRGIS城域仿真平臺(tái)的場(chǎng)景組織與優(yōu)化.pdf

1、目前，面向城市/區(qū)域仿真逐漸成為一個(gè)研究熱點(diǎn)，隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)于虛擬仿真環(huán)境的實(shí)時(shí)性、沉浸感提出了越來越高的要求，希望以更自然的方式來觀察效果更逼真、范圍更廣的虛擬場(chǎng)景。從理論上講，城域景觀場(chǎng)景的復(fù)雜性是無限的，而任何硬件單位時(shí)間內(nèi)的處理能力總是有限的。在城域景觀仿真系統(tǒng)中，需要處理的數(shù)據(jù)量龐大、模型數(shù)目多，并且可見性判定和碰撞檢測(cè)時(shí)的效率較低。因此，場(chǎng)景模型不同的組織和管理方式直接影響到系統(tǒng)的性能。

2、 本文參與設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)面向城市/區(qū)域級(jí)的大場(chǎng)景、多精度等級(jí)的VRGIS(Virtual Reality Geographical Information System)虛擬現(xiàn)實(shí)仿真平臺(tái)。VRGIS是一個(gè)基于OpenGL開發(fā)的三維圖形引擎，支持由多數(shù)據(jù)源的海量數(shù)據(jù)構(gòu)建的三維場(chǎng)景的穩(wěn)定快速導(dǎo)航，采用組件式開發(fā)技術(shù)使VR與GIS兩大功能模塊實(shí)現(xiàn)無縫集成，具備多種自然現(xiàn)象的模擬仿真功能，具有真實(shí)感強(qiáng)、交互性強(qiáng)和仿真效果佳等優(yōu)點(diǎn)。VRGIS平

3、臺(tái)已通過國家軟件評(píng)測(cè)中心的質(zhì)量認(rèn)證。 本文在研究現(xiàn)有各種虛擬場(chǎng)景組織及優(yōu)化方式的基礎(chǔ)上，引入了層次包圍盒(HBB，Hierarchical Bounding Box)的方法來組織和管理VRGIS平臺(tái)中的場(chǎng)景模型，使用HBB結(jié)構(gòu)來對(duì)場(chǎng)景結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化組織，并基于此結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了VRGIS仿真平臺(tái)中可見性剔除、LOD、碰撞檢測(cè)等功能。本文為VRGIS平臺(tái)設(shè)計(jì)的最核心部分，其中，使用人工智能的視錐體裁剪方式以及基于HBB結(jié)構(gòu)的城域景觀大塊場(chǎng)