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大规模战场地形多分辨率建模及实时可视化的研究

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第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 主要工作和预期目标

1.4 论文结构

第2章 战场地形多分辨率分层分块建模结构的设计

2.1 大规模地形建模技术分析

2.2 ClipMaps渐进网格模型建模分析

2.3 多分辨率四叉树分层分块结构的设计

2.4 本章小结

第3章 地形特征信息的战场地形场景实时绘制

3.1 地形绘制优化算法分析

3.2 节点剖分规则的改进

3.3 基于视点匹配方法消除裂缝的设计

3.4 三角形条带化

3.5 本章小结

第4章 基于双缓冲结构纹理映射技术的研究

4.1 纹理映射主要方法的分析

4.2 基于双缓冲结构的纹理映射技术的设计

4.3 本章小结

第5章 全景漫游的战场地形可视化系统的实现及应用

5.1 系统的设计与实现

5.2 系统界面设计

5.3 实验结果分析

5.4 战场信息可视化系统中的应用

5.5 探索性研究

5.6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢

作者简介

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摘要

近年来,随着战场环境仿真技术的提高,逼真的虚拟战场环境实时仿真成为作战仿真的基础。三维地形场景是虚拟战场的重要组成部分,而海量的地形数据在精度和广度上不断深化,如何有效地组织地形数据,对大规模地形进行多分辨率建模,实现全景可视化漫游,是当前研究的热点。本文的研究目标为支持大规模战场地形的层次化建模和实时可视化,选题对大规模战场地形实时可视化漫游具有重要的理论和现实意义。
  首先,通过分析地形建模算法的国际最新研究成果,采用 Lindstrom的地形分块多分辨率组织结构,结合微软研究院Hoppe渐进网格的思想,设计出多分辨率分块分层四叉树结构组织地形模型。为使四叉树多分辨率地形可视化方法适应于更多的应用环境,引入地形特征重构节点评价函数,保证了应用环境中地形特征信息失真最小;设计了一种基于视点的匹配方法来消除裂缝,实现了大数据量网格模型绘制过程中平滑无缝过渡。
  其次,在建立地形模型的基础上,为了增加地形的真实感,设计了一种实时双缓冲结构的纹理映射技术,从而有效地减少了数据的频率刷新。另外我还引入L-区域更新技术更新显卡纹理,提高了系统绘制效率。
  最后,为验证多分辨率地形模型的有效性,设计并实现了大规模战场地形可视化系统。实验表明该系统可以取得较高的帧率和较好的绘制效果,能够实现大规模战场地形的全景可视化漫游。
  将研究成果应用于863课题,解决大规模战场空间场景的高速绘制和全景可视化漫游问题,达到预期效果,是对大规模战场地形全景可视化漫游技术的一次有意义的探索。

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