基于分形与纹理映射的3D地形仿真
基于图像纹理特征采用网格细分方法生成三维地形
Ｔ
一∥一∥…一
序列 ，设 ７ ＇ 是 经第 次细分的网格模型 中一个三角形 ，
检测 ，从 中提取 图像 的边缘 曲线 ，作为下一 步网格细 分的依
据。
（ ）将含有地形特征 曲线的图像作为纹理 ，映射 到一个 ２ 低精度平面 网格上 。
组单形 ，其中 ｛， 称为边 ，记为 厶 ｛， 埘称为三角形面 ， 记为 三角形每条 边最多只能包含在两个三角 片中，并且一
个 顶 点和 一 个 纹 理 坐 标 相 对 应 。
（ ）方 法依 据 和思 路 二
在 三 维地 形 场 景 中 ， 虽 然 地 形 表 现 为 三 维 模 型 ，但 表 示
（ ）引言 一
地形三维 可视化计 算近 年来一直 是相关领域 的热点研 究 问题 ，在 三维仿真和虚 拟地形环境 中 占有十分 重要的地位 。 关于虚拟 环境 中三维地 形的生成 大多数是采用 简化算法 ，在 保 留地形细部特征 的同时来提 高其显示效率 ，在简化过程中 ， 需要对消除裂缝 、Ｔ型连接和简化模 型误差度量等进行计算 。 本文给 出了一种无 需考 虑消除裂缝和 连接计算 的三维地形 生 成方法 ，依据地形纹理特 征 曲线 从低精度 网格地 形 向高精度
【 摘 要 】三 维地 形可视化 是虚拟环境漫 游研 究的一个重要 问题 ，通 常采 用高精度 网格 简化算 高显示效率 ，但在 简化过程 中需要 额外考虑消除裂缝 、连接 和误 差度量等计算 。文章 采用 了一种逆向方 法．即基 于图像纹理特征 网格 细分方法生成三 维地 形 ； 将含 有地形 高程纹理特征 的图像 映射到一个规 则初始 网格模 型 中， 根据
２１ ０ ０年第 ８期 （ 总第 １ ２期 ） ３
三维虚拟战场大地形的动态生成研究
基于Vega Prime的三维虚拟战场大地形的动态生成研究姚凡凡梁强许仁杰杜君（装甲兵工程学院装备指挥与管理系北京10072）摘要：大地形的三维可视化直接影响虚拟战场的真实感、沉浸感、交互性及作战仿真任务的覆盖率。
文章针对虚拟战场大地形可视化的特点，着重于大规模真实地形实时可视化技术的研究与实现，并以我国西北部某地区的DEM（数字高程模型)数据及其卫星照片作为原始数据，通过设置多层LOD和采用虚拟纹理、网格简化及地形分块技术，采用三维建模软件CTS(Creator Terrain studio)生成了一块400X400km2的大地形，满足了作战仿真对三维虚拟战场的需求。
关键词：虚拟战场；大地形；Vega Prime；动态调度；虚拟纹理；CTS中图法分类号：TP391.9 文献标识码：AThe Study of Three-dimensional Virtual Battlefield Large Terrain DynamicallyGenerated Based on Vega PrimeFanfan Yao, Qiang Liang, Renjie Xu, Jun Du(Department of equipment command and management of AAFE, Beijing, 100072)Abstract：Large terrain three-dimensional visualization immediacy impact third dimension immersion and of virtual battlefield and cover area of warfare simulation mission .Aim at the characteristic of virtual battlefield large terrain visualization, emphasize the study large area terrain visualization technic, and take Digital Elevation Model and satellite photograph of northwest area of China as source data, use multilayer LOD and Virtual Texture, predigest grid and terrain division technic, and use three-dimensional modeling software Creator Terrain studio made a block of large terrain of area about 400X400km2 ,and fulfill the demand of three-dimensional virtual battlefield of warfare simulation.Key words：Virtual Battlefield; Large Terrain; Vega Prime; Dynamic scheduling; Virtual Texture; CTS引言1随着仿真技术的不断发展，在战场环境研究中越来越多地运用三维虚拟战场视景仿真技术。
基于分形参数的可控木纹纹理仿真
基金项目:湖北省教育厅科研计划项目(B200534004)收稿日期:2007-11-20 修回日期:2008-02-02 第26卷 第3期计 算 机 仿 真2009年3月 文章编号:1006-9348(2009)03-0220-03基于分形参数的可控木纹纹理仿真常君明,颜 彬(江汉大学数学与计算机学院,湖北武汉430056)摘要:自然景物的模拟是计算机图形学中具有挑战性的研究方向之一。
木纹纹理仿真是自然环境模拟中不可缺少的重要组成部分,但由于木纹纹理生成的复杂性和随机性,使得对其进行逼真仿真十分困难。
在分析分形布朗运动以及随机中点位移法的基础上,讨论了中点位移法中各参数对分形曲线的影响,提出了一种非常简单的、基于参数可控的木纹纹理生成算法。
仿真结果表明,方法具有快速、简单、高效、可控的特点,通过改变参数能较好地实现真实木纹纹理的仿真。
关键词:分形;纹理;递归;分形布朗曲线;仿真中图分类号:TP15 文献标识码:AS i m ul a ti on of Param eter -ba sed Con troll able Fract a l -W ood TexturesCHANG Jun -m ing,Y AN B in(Depart m ent of Maths and Computer,J ianghan University,W uhan Hubei 430056,China )ABSTRACT:Envir on ment si m ulati on has al w ays been one of the most challenging tasks in computer graphics .Si m u 2lati on of wood -texture is an indis pensably i m portant part of envir on ment si m ulati on.Because of the comp lexity and randomness of wood -texture,it is very difficult t o si m ulate it realistically .Based on the deep study of the p rinci p les of fracti onal B r ownian moti on and the random m id -point dis p lace ment algorith m ,the influences of different para me 2ters on fractal curves are deduced .A method of para meter -based contr ollable fractal -Wood Textures is p r oposed in this paper .Si m ulati on results show that the method is fast,si m p le,efficient and contr ollable .By changing para me 2ters the real wood texture si m ulati on can be better achieved .KE YWO RD S:Fractal;Textures;Recursi on;F B M;Si m ulati on1 引言自然景物表面纹理往往带有丰富的细节或随机变化的不规则形状,用计算机仿真生成时,其建模非常不易。
分形山模拟实例_计算机图形学实用教程（第3版）_[共6页]
![分形山模拟实例_计算机图形学实用教程（第3版）_[共6页]](https://img.taocdn.com/s3/m/e0e5bbe1a32d7375a517809e.png)
（2）纹理映射模型。包括颜色纹理模型、几何纹理模型和过程纹理模型，颜色纹理模型可描 述景物表面的各种色彩和图案；几何纹理模型可描述景物表面所呈现的各种凹凸不平的纹理细节； 而过程纹理模型则可描述各种规则和不规则的动态变化的自然现象，如水波、云、火、烟雾等。
图 7-38 二维山形模拟器
此模拟器的各个参数的取值应遵循以下规则。 ① 种子点的 y 坐标应该大于等于零。 ② 灰度值为整形，取值范围为[0,255]，值越大颜色越浅，0 是黑色，255 是白色。 ③ 通过初始种子点集合生成的轮廓应与实际山形轮廓相似。 下面从迭代次数、缩放倍数和初始高度的不同取值对模拟器的运行效果和效率进行分析。 ① 对迭代次数的分析。通过多次试验得出如下结论：迭代次数越低，生成的山形棱角越明显， 山形越简单，迭代次数越高生成的山形越细腻，细节越丰富，一般在 5～8 次效果较佳。
步骤 5：将种子点集合中所有点按 X 坐标从小到大顺序连接，生成二维山形轮廓。
步骤 6：按给定的灰度值填充由轮廓和地平线组成的封闭区间。
步骤 7：算法结束。
例如，给定两个初始种子点 P1( X1,Y1) 和 P2( X 2,Y 2) ，设定初始高度 h 和缩放倍数 b。如
21序连接各个种子点后生成如图 7-37 所示的轮廓图形。
图 7-36 一次迭代后的轮廓图形
图 7-37 二次迭代后的轮廓图形
如果初始种子点集合以及初始高度因子选择恰当，在经过适当的迭代次数即可生成效果较好 的二维山形轮廓。
（2）算法实现及讨论 通过 VC++实现上述算法，生成如图 7-38 所示的二维山形模拟器。
基于分形理论的三维地形场景的真实感绘制
仿真 和模 拟驾驶仿 真等领域应用主要 出现一下 问题 ：
①漫 游时画面在普通 Ｐ Ｃ机上不够流畅 ； ②运 动过程中由于模型的简化 出现形状差异 ； ③ 出现画面真实感 不够。
基 于分形三维地形场景技术可 以很 好 的解 决上述 问题 。
分形理论是近年来飞 速发 展起 来 的数学分支 ， 的研究 它 对象是 自然界和非线 性 系统 中出 现的不 光滑 和不 规则几 何 形体。它利用在 自然 界 中无 处不 在 的分 数 维 现象 和 ”自相 似” 特征 ， 自然界景 物进 行逼真 的模 拟 。分 形技 术 已经能 对 够逼真地 描绘 出 山、 、 、 云 树 花等 自然景 物 ， 在军事 模拟 和 电
ｇ ａ ｅ ｍａ ｅ ｑ ａｉ ．Ｆ ａ ｔ ｈ ｏ ｙ ｗ ｓ ｕ ｅ ｏ ｇ ｎ ｒ ｔ Ｄ ｔｒａｎ ｓ ｅ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ．Ｆ ｒｔ ｅ ｐ ｒ ｏ ｅ ｏ ａ — ｒｄ ｄｉ ｇ ｕ ｔ ｌ ｙ ｒ ｃａ ｔ ｅ ｒ ａ ｓ ｄ ｔ ｅ ｅ ａｅ ３ ｅ ｒ ｉ ｃ ｎ ｓｉ ｓｐ ｐ ｒ ｏ ｕ ｐ ｓ ｆｒ ｌ ｌ ｈ ｈ ｅ ｔ ｉ ｍｅ，ｃ ｎ ｉ ｕ ｕ ＯＤ ａｇ ｒ ｍｓ ａ ｄ ｏｈ ｒ ｔｃ ｎ ｑ ｅ ｒ ｓ ｄ ｔ ｃ ｅｅ ａｅ ｔ ｒａｎ ｒ ｎ ｅ ｎ ． Ｆ ｒｔ ｅ ｐ ｒ ｏ ｅ ｏ ｏ ｔ ｏ ｓ Ｌ ｏ ｔ ｔｅ ｅ ｈ ｉｕ ｓｗｅ ｅ ｕ ｅ ｏ ａ ｃ ｌ ｒ ｔ ｅ ｒ ｉ ｄ ｒ ｇ ｏ ｕｐ ｓ ｆ ｎ ｌ ｉ ｈ ｎ ｅ ｉ ｈ ｅ ｌ ｔ ｅ ｔ ｒ ｍａ ｐ ｎ ｉ ｔ ｐ ｉ ｇ ｗ ｒ ｕ ｅ ．Ｒｅ ｉｔ ｅ ｄ ｒ ｇ ｏ Ｄ ｔ ｒａｎ ｓ ｅ ｅ ａ ｅ ｎ ｆ ｃａ ｈ ｒ ｒ ａｉ ，ｔ ｘｕ ｅ ｐ ｉ ｇ ａ ｄ ｌ ｈ ｍａ ｐ ｎ ｅ ｓ ｄ ｙ ｎ ｇ ｅ ｌ ａ ｓｉ ｒ ｎ ｅ ｎ ｆ３ ｅ ｒ ｉ ｃ ｎ ｓ ｂ ｓ ｏ ｒ ｔ ｔ ｅ ｙ ｃ ｉ ｄ ａ ｌ ｏ ｗ ｓ ｇ ｎ ｒ ｔｄ ｉ ｏ ｍａ Ｃ．Ｔ ｅ ｆ ｅｉ ｄ ｒ ａ —ｔ ｅ ｅ ｅ ｏ ｇ ． ａ ｅ ｅ ｅ ｎ ｎ ｒ ｌ Ｐ ａ ｈ ｄ ｌ ｙａ ｅ ｉ ｔ ｎ ｌ ｉ ｍｅ ｗ ｒ ｎ ｕ ｈ
基于分形插值的三维海底地图生成算法_张涛
第16卷第2期中国惯性技术学报V ol.16 No.2 2008年4月 Journal of Chinese Inertial Technology Apr. 2008文章编号：1005-6734(2008)02-0171-03基于分形插值的三维海底地图生成算法张涛，徐晓苏，王其，李佩娟（东南大学 仪器科学与工程学院，南京 210096）摘要：三维海底数字地图的制作是海底地形匹配技术的基础。
分形插值算法利用了海底地貌的自相似特性，通过参数垂直比例因子来描述地形的复杂度和起伏程度，以此特征来实现对地形的分类。
本文在分形理论的基础上提出了利用随机中点位移法进行水深数据插值生成规则网格数字高程模型的算法，可以区别不同种类地形对地形辅助导航的影响，为海底地形匹配技术的研究提供了重要的理论意义和实用价值。
关 键 词：水下潜器；地形匹配；分形插值；垂直比例因子中图分类号：U666.1 文献标志码：AGenerating algorithm of 3D submarine digital cartographbased upon fractal interpolationZHANG Tao, XU Xiao-su, WANG Qi, LI Pei-juan(Department of Instrument Science & Engineering, Southeast University, Nanjing 210096, China)Abstract: The making of three-dimensional sea-bottom terrain digital map is the basement of sea-bottom terrain matching technology. Fractal interpolation algorithm, based on self-similar character of sea-floor features, presents the complexity and fluctuation by using the parameter quality scale coefficient, and classifies the terrain by this character.Based on the above theory, a random midpoint displacement algorithm was put forward which simulates the digital elevation model by using depth datum of electronic chart and can distinguish the influence of different kinds of terrain on the terrain-aided navigation. So it provides important theoretical basis and practical values for the research of sea-bottom terrain matching technology.Key words: underwater vehicle; terrain mapping; fractal interpolation; quality scale coefficient21世纪的水下潜器将成为人类探索海洋和开发海洋的重要工具，它在民用和军用方面起着重要作用，所以水下潜器的应用环境对其导航精度提出了越来越高的要求。
基于Vega Prime三维场景大地形的实时仿真
基于ＶｅｇａＰｒｉｍｅ三维场景大地形的实时仿真作者：邢英赵振南来源：《电脑知识与技术·学术交流》2008年第20期摘要：从战场作战模拟出发，利用专业地形制作软件CTS（Mulitigen Creator Terrain Studio）生成大地形，分析大地形数据组织调用原理，并通过Vega Prime API实现虚拟战场场景的管理和调度。
关键词：DEM；Vega Prime；MetaFlight数据；作战模拟中图分类号：TP391文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2008)20-30377-02Three Dimensional Virtual Scene Real-time Simulation of Large Area terrain Based on MultiGen Vega PrimeXING Ying, ZHAO Zhen-nan(People's Liberation Army University of Science & Technology, Nanjing 210007,China)Astract:This article bases on the simulation of battlefield to create the three dimensional terrain with CTS and analysis the theory that the data of large area terrain how to be organized and transferred and realize Virtual Scene Real-time Simulation.Key words: DEM; Vega Prime; MetaFlight Dataset; Campaign Simulation1 引言通常数字高程模型DEM数据越精确，卫星遥感数据分辨率越高，场景就越真实。
基于分形的三维动态自然场景仿真
图３ Ｈ和 Ｍ 变化对地形的影响
２ ２２ 真 实 感 地形 、波 形 的 渲 染 ．．
３ 动态 效 果的仿 真
由 于 分 形 技 术 一 般 只 适 用于 静 态 精 细 图像 的模 拟 ， 而对动态 图像 的模拟 则 显得 比较 乏 力 。 为 了 改 善 这 种 场
景 静 态 单 调 的 缺 陷 ，本 文 实
现 了动 态 波 面 和 动 态 天 空 的 仿真 。 １ 运 动 波 面 的实 现 ） 由于 在 很 多 虚 拟 场 景 中 ， 图 ６ 蓝 天 白云 纹 理 图 我们 只需从 视 觉上 获得 波 面 的运 动 ，而 不 要 从 物 理 原 理 上 去 研 究 波 形 的 真 实 变 化 情 况 ，
为 了使所构 建 的地 形 、波 形框 架 表现 出 真实 的 特点 ， 我们必须为它赋予颜色等色彩元素。本文利用 Ｏ ｅ Ｇ ｐｎ Ｉ函数 来 完 成 地 形 、波 面 的 渲 染 ，从 而 表 达 出 地 形 地 貌 及 波 面 应
该 具 有 的真 实 特 点 ，最 终 达 到 真 实 感 的 仿 真 。
该方法实现起 来简 单 ，但 受 图片分辨 率 、真实感 等 因素 的 限制 ，不能达到真实感效果 。 ２ ）使用 分形数据 生成纹理进行纹理 映射 使用分 形 数据 生 成纹 理 时 ，纹理 的制 作 也用 到 了高 度值 ，我 们 把这 些 高度 值按 高度 大小 分 成几 个 范 嗣，每 图 ５ 使 用 分 形 数 据 生 成 的 个范 围的值 采用 不 同 的颜 色 理 进 行 纹 理 映 射 后 的地 形 纹
１ ）使用纹理 图片进行纹理映射 纹理 映射 可 以表 现真 实
感 的 图 形 ，这 种 方 法 将 任 意 平 面图形 或者 图像 覆 盖到 物 体表面 ，在物 体表 面 形成 真 实 感 的 色 彩 花 纹 ，它 可 由 一 幅平 面 图像来 表 示 ，也 可 以 是 光 照 图 ，光 照 图 是 一 个 反 图 ４ 使 用 纹理 图 片 映光 照信 息 的纹 理 ，它 可 以 进 行 纹理 映射 后 的 波面 和普通 纹 理进 行混 合来 表 现 多边形表面的光照强度 ，从而 生成 具有 复杂 真实 光照 和阴 影 的场 景 ，如 图 ４是 使 用 纹 理 图 片 进 行 纹 理 映 射 后 的波 面 。
多分辨率纹理算法在三维仿真中的应用(1)
图 4
实验结果表明 : 采用 Four ier方 法进行 滤波处 理 , 实验效 果并不明显 ; 而采用多分 辨分析 能较好 地去 除原 始信号 中含 有的大量噪声 , 并且较完整地保存了突变信息 , 取得 的效果令 人满意 , 有利于后面工作的开展。
6 结束语
采用多分辨 分析 的信 号消 噪方 法 , 本质 上是 针对 噪 声信 号和有用信号的 不同 特征 , 把含 噪声 的信 号通 过不 同频 段的 滤波处理 , 将有用信号和噪 声信号在 滤波后 分离开 , 从 而可以 文章编号 : 1671- 1041( 2008) 06- 0100- 02
经验交流
分别采用多分辨分析和 F our ie r方法对原始信号进行去噪 处理 , 结果如图 4 所示。
仪器仪表用户
有效地消除噪声成分保 留细节 变化 , 较好的 恢复其 原始信 号。 该方法有较大的 实用 性 , 用于 信号 的消 噪处 理比 传统 的 Fourier方法更好。
参考文献 [ 1 ] 薛年喜 . M ATLAB 在数字信号处理中 的应用 [ M ] . 北京 : 清华 大学出版社 , 2003 . [ 2 ] 刘贵忠 , 邸双亮 . 小波分 析及应用 [ M ] . 西安 : 西 安电子 科技 大学出版社 , 1997 . [ 3 ] 徐长发 , 李国宽 . 实用小 波方法 [ M ] . 武 汉 : 华中 科技大 学出 版社 , 2001. [ 4 ] 李水根 , 吴纪桃 . 分形与小波 [ M ]. 北京 : 科学出版社 , 2002. [ 5 ] 郑治真 , 沈萍等 . 小波变换及其 MA TLA B 工具的应用 [ M ] . 北 京 : 地震出版社 , 2001 . [ 6 ] 杨力华 , 戴道清等译 . S. M al lat信号 处理的小 波导引 [ M ] . 机 械工业出版社 , 2002 . [ 7 ]王秀芳 , 段玉波 , 小波去噪 方法的仿 真研究 [ M ] . 自动 化技术 与应用 , 2004, 23( 3) : 21- 23 . 作者简介 : 张娜 ( 1982- ), 女 , 四川 工商职业技术学院助教 , 主要研究 方向 : 信号处理、 电子通信技术等 ; 陈露军 ( 1976- ) , 男 , 四川川嘉电子有 限公司, 主要研 究方向 : 视频 、 信 号以及 仪器方 面的 研究 ; 吴 琦 ( 1981 - ), 男 , 四川工商职业技术学院 助教 , 主要研究方向 : 电子通信类 。 收稿日期 : 2008- 05- 12( 8106)
第五章 基于纹理映射算法的地形三维显示技术 虚拟现实技术教学课件
成纹理图象。
[四]生成纹理图象过程中的有关问题
1. 纹理图象的大小与所绘制三维图象的大小相适应； 2. 纹理图象中的景物视角、视距应尽量与所要生成
的三维地形图的视角、视距相一致 ； 3. 纹理图象应选择亮度均匀的区域而避免阴影和强
北京城市景观（亚运村）
三维分层设色晕渲显示
三维分析之剖面分析
GIS应用于交通
5.4 纹理库的建立
[一]对于不同地区的地形三维显示，在 采用纹理 映射算法时，就必须选择符合实 地状态的纹理图象。因此，为了保证地形三 维可视化软件系统的广泛适用性和较好的逼 真效果，就必须建立一个纹理库，以存储和 管理各种地貌纹理图象。
5.2 以扫描地形图为纹理图象的 地形三维可视化算法
5.2.1 问题的提出
利用纹理映射算法，可生成真实性好、信息丰 富、现势性强的三维影像（实景）图。然而，从 实际运用的角度来看，仍然有二方面的问题值得 进一步思考： （1）资料的来源问题。 （2）地形图的充分利用问题。
5.2.2 三维地形图的生成算法
[二]纹理图象的预处理
对于一些原始图象并不理想的纹理图象，可采用 一系列滤波算子处理。需要指出的是，对于地形纹 理图象而言，地形特征是最主要的纹理信息，因此 在滤波处理中采取一些保特征的滤波算子（高频滤 波器）。
[三]重采样算法
考虑到计算量和精度，我们采用对采样点相邻 的4个象素进行双线性内插的算法，如图5－8所示， 设（u1，v1），（u1，v2），（u2，v1）和（u2，v2） 是四个包围采样点（u，v）的4个象素，则采样点灰 度S（u，v）由下式求得：
5.5.2 几种反混淆措施
虚拟战场三维大地形生成方法研究
果， 又可 以提 高 内存 的利用 效 率［ 。 １ ］
■ ■ ＿
１ ８×１ ８ ６ ２ ２ ４× ６ ４… ８ × ８ … １ × １
数 ， 会得 到不 同结 构 和 效 果 的地 形 模 型 ， 真 效 将 仿 率 也不 同 ， 需要 根据 实 际情 况 合理 选择 地 形转 换算
总第 ２ １ ６ 期
计算 机 与 数 字 工程
Ｃ ｍｐ ｔｒ＆ Ｄｉｉ ｌ ｇｎ ｅ ｉｇ ｏ ｕｅ ｇｔ ａ Ｅｎ ｉｅ ｒ ｎ
Ｖｏ１ ９ ．３ ＮＯ． ７
１６ ３
２ １ 年 第 ７期 ０１
虚 拟 战 场 三 维 大 地 形 生 成 方 法 研 究
左 平基 陈 虎
武汉 ４０３） ３ ０ ３ （ 海军工程大学船舶与动力学院
收 稿 日期 ：０ １年 ］ １ ２１ 川 ８口 ， 回 日期 ：Ｏ １ ２月 ２ 修 ２１ 年 ｌＵ
作者简介 ： 平 ， ． 左 预十研究 ． 栅究 向：１ ¨视化技术 。陈虎 ， ， 『 削教授 ． ｝ 们 充
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２ １ 年第 ７ ０１ 期
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｈｏ ｔ ｕ ｃ ｌ ｎ ｉ ｈ ｑ ａｉｙ ｇ ｎ ｒ ｔ ｉ ｉｇ ３ ｈ ｇ ｅ ｒ ｉ ｓ ａｗａ ｓ ａ ｄ ｆｉ ｕ ｔｐ ｏ ｌｍ ｆｍｉ ｔ ｒ ｓ ｒｃ ｗ Ｏ ｑ ｉｋ ｙ ａ ｄ ｈ ｇ — ｕ ｌ ｅ ｅ ａ ｅ ａ ｌ ｎ Ｄ ｕ ｅ ｔ ｒ ａｎ ｉ ｌ ｙ ｉ ｃ ｌ ｒ ｂｅ ｏ ｌ ａ ｙ ｔ ｖ ｆ ｉ ｓｍｕ ａ ｉ ｎ Ｉｌ ｓ ｒ ｔ ｄ ｂ ｈ ａ ｅ ｏ ｉ ｎ ｓｎ ｒ ｅｔ ｒ ａ ｎ ｄ ｔ ｎ ａ ｅ ｌ ｅｍａ ｓ ｆｏ ｏ ｌ ｅ ｆ ｒｏ ｉｉ ａ ａ ｅ ｈ ｉ ｉ ｌｔｏ ． ｌ ｔａ ｅ ｙ ｔ ｅ ｃ ｓ ｆＴａｗａ ，ｕ ｉ ｇ ｆ ｅ ｅ ｒ ｉ ａ ｅａ ｄ ｓ ｔ ｌ ｔ ｐ ｒ ｍ ｎ ｉ ｏ ｒｇ ｎ ｌ ｔ ，ｔ ｅ ｖ ｕ ｉ ｎ ｄ ｓ ａ ｉ ｔ ｎ ｏ Ｄ ｕ ｅｔ ｒａ ｎ ｉ ｅ ｌ ｅ ．Ｔｈ ｕ ｌ ｉｇ ３ ｔ ｒ ａｎ ｍ ｅ ｈ ｄ ｂ ｓ ｄ ｏ ｅ ｔ ｒａ ｈ ｅ ｅ ｈ ｅ ｕ ｒ ｍｅ ｔ ｆｓｍｕ ｕ ｌ ａ ｉ ｆ３ ｈ ｇ ｅ ｒ ｉ ｒ ａ ｉ ｄ ｚ ｏ ｓ ｚ ｅ ｂ ｉ ｎ Ｄ ｅ ｒ ｉ ｔ ｏ ａ ｅ ｎ Ｃｒ ａ ｏ ｃ ｉｖ ｓｔ ｅ ｒ ｑ ｉｅ ｎ ｉ ｄ ｏ
(机械电子工程专业论文)基于VEGA+PRIME的大地形视景仿真技术研究
视景仿真驱动软件较为知名的有Ｖｅｇａ和Ｖｅｇａ Ｐｒｉｍｅ，后者是前者的改版， Ｖｅｇａ３．７是Ｍｕｌｔｉｇｅｎ·Ｐａｒａｄｉｇｍ公司（ＭＰＩ）提供的Ｖｅｇａ的最终版，而Ｖｅｇａ Ｐｒｉｍｅ 是该公司于２００３年推出的实时视景仿真软件，在Ｖｅｇａ基础上扩充了支持面向对 象技术。相对于Ｖｅｇａ有更好的可丌发性和扩展性，实现功能也更为丰富。Ｖｅｇａ Ｐｒｉｍｅ用来模拟现实的跨平台实时工具，构建在ＶＳＧ（Ｖｅｇａ Ｓｃｅｎｅ Ｇｒａｐｈ）框架之 上，是ＶＳＧ的扩展ＡＰＩ，同时包括Ｌｙｎｘ Ｐｒｉｍｅ ＧＵＩ图形用户界面工具，让用户既 可以用图形化的工具进行快速配置，又可以用底层场景图形ＡＰＩ来进行特定功能 的创建。Ｌｙｎｘ Ｐｒｉｍｅ是通过对一系列面板的操作来完成视景仿真环境的定义，生 成应用程序的配置文件ＡＣＦ，并进一步利用Ｌｙｎｘ Ｐｒｉｍｅ提供的Ａｃｔｉｖｅ Ｐｒｅｖｉｅｗ工 具直接浏览视景效果。图１．１为Ｖｅｇａ Ｐｒｉｍｅ的系统结构图：
基７－－Ｖｅｇａ Ｐｒｉｍｅ的人地形视景仿真技术研究
于局部细节在以上的基础上再进行局部细化。
西安电子科技大学 硕士学位论文
基于Vega Prime的大地形视景仿真技术研究 姓名：阎彬
申请学位级别：硕士 专业：机械电子工程 指导教师：邵晓东
20090101
摘要
随着视景仿真技术的发展，其应用也涉及各个领域，地形仿真是视景仿真的 关键技术之一，其研究具有重要意义。
本文首先介绍了所用仿真驱动软件Ｖｅｇａ Ｐｒｉｍｅ，并说明其ＬＡＤＢＭ模块在管 理大地形数据库的优势，然后对比大地形制作的诸多方法和关键技术，从实用性 和可行性出发，总结出各个方法的优缺点。研究了地形生成管理过程和纹理映射 技术，地形各坐标系的关系和转换方法，便于不同地形坐标系之间的转入转出。 介绍了以卫星照片为纹理贴图的地形纹理制作方法，应用了基于地理信息光栅图 像的地形仿真方法，并利用Ｃｒｅａｔｏｒ软件结合该方法制作出了一块地形，通过模型 的转换后加载进Ｖｅｇａ Ｐｒｉｍｅ软件进行仿真，验证了可行性。对比Ｃｒｅａｔｏｒ的地形制 作，又详细介绍了ＣＴＳ大地形制作软件的工作流程和原理，对地形制作的关键技 术如地形数据动态调度管理方法等做了阐述，并利用ＣＴＳ软件生成了一个大范围 地形，验证了其在大地形制作上的优势。
三维地形中多分辨率影像模型建模方法
三维地形中多分辨率影像模型建模方法欧阳锋;周小平【摘要】使用高分辨率纹理是增强地形真实性最常用的有效方法,但由于其数据量的庞大需要对纹理影像进行分块处理.为了解决常规手工纹理分块的不足,给出了影像纹理的自动分块原则和方法,提出了一种基于视点的动态多分辨纹理模型和确定纹理分辨率的算法,设计了管理纹理数据的数据结构和数据库存储方案.试验表明,该方法在不降低显示质量的同时,能有效减少纹理的渲染量和较好的可视化效果.【期刊名称】《计算机系统应用》【年(卷),期】2010(019)006【总页数】5页(P33-36,194)【关键词】多分辨率;纹理层次细节;地形可视化;纹理模型;分块处理【作者】欧阳锋;周小平【作者单位】重庆市交通监理咨询有限责任公司,重庆,400060;石家庄铁道学院交通工程分院,河北,石家庄,050043【正文语种】中文地形的真实性是地形可视化的重要组成部分,使用高分辨率的纹理是增强地形真实性最常用的有效方法。
高分辨率的纹理，固然具有更高的真实感，但在某些情况下，如缩小操作时，模型的表面在屏幕上的投影区很小，此时为其贴上高分辨率的纹理反而会产生失真，因此，实现多分辨率纹理是解决这一问题的很好途径。
1 引言目前纹理映射更多采用对纹理影像高和宽无限制的Clip-Map技术[1-3]，从而实现任意大小影像的纹理映射。
在实际中，大规模地形的高分辨率纹理影像远远大于该限制，为满足计算机图形渲染设备的要求，必须减小纹理的尺寸，即要对大尺寸的影像进行分块处理，使原始的大纹理影像变为一系列相连的影像子块，并对每个纹理子块建立多级不同分辨率的纹理，形成纹理金字塔。
在三维显示时，根据视点的位置确定不同区域内纹理的合适分辨率，从而形成了不同区域具有不同的分辨率纹理。
如图1所示。
目前常用方法是手工对大影像纹理进行分块，当需要不同的分块大小时，则需要重新进行手工分块，严重影响三维地形可视化快速、高效实现。
而当具有多个不同大影像纹理时，大量手工操作则更是效率低下。
基于分形与图形学的自然条件下沙丘植被模拟
基于分形与图形学的自然条件下沙丘植被模拟刘芸;张燕【摘要】Under the natural conditions,the shape of sand dunes is varied and the natural conditions of the sand dunes are very poor, and the vegetation on which they live depends is often on different states.The computer graphics and fractal geometry were used to simulate the growth of dune and vegetation.Through the function iteration system,it can achieve a single tree and forest of the morphological simulation,and also simulation the trees in the dune growth by bolding the branches.The color of trees is divided by the method of tracing the affine transformation points to achieve the color of trees changing with the ing computer graphics to draw flowers and the random function to replace some of the points on the trees for flowers,little flower of trees was ing the combination of different phases of the sine curve the dune is drawn and then the dune vegetation scene is simulated by combining with the trees.The external factors are used to simulate the natural shape of the dune windward slope under naturalconditions.Finally,by increasing the density of dune and the number of trees to expand the area of trees the local forest scene simulation is generated.%自然条件下的沙丘形状多变,自然条件恶劣的沙丘地带其赖以生存的植被常常呈现出不同状态.利用计算机图形学和分形几何技术模拟沙丘及植被的生长状况.通过函数迭代系统实现单棵树木及树林的形态模拟,对枝干进行加粗处理模拟树木在沙丘中的生长状况.采用追踪仿射变换点的方法对着色树木的树叶颜色进行划分,实现树木颜色季节性的变化.利用计算机图形学方法绘制花朵,采用随机函数对树木中的部分点用花朵替换,模拟繁花点点的林木.利用正弦曲线不同相位的组合绘制沙丘,与树木结合实现沙丘植被场景模拟,通过加入外力影响因子模拟自然条件下沙丘迎风坡上的自然形态.最后增加沙丘密度及扩大树木覆盖面积生成局部树林场景的模拟.【期刊名称】《辽宁石油化工大学学报》【年(卷),期】2017(037)003【总页数】6页(P58-63)【关键词】迭代函数系统;树木模拟;沙丘模拟;图形学【作者】刘芸;张燕【作者单位】辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院,辽宁抚顺 113001;辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院,辽宁抚顺 113001【正文语种】中文【中图分类】TP391.9与传统计算机图形学相比，分形几何在描述自然景物方面具有非常大的优势。
三维地形分析建模
分形的研究对象：自然界中没有特征长度而又具有自相似性的形
状和现象。分形集是分形几何研究的对象。
分形集的三要素：形状、机遇、维数（在不同尺度变换下的不变
量）。分维的研究是分形几何的核心问题。
分形研究的内容：
（1）关于分形理论的研究； （2）关于分形应用的研究； （3）分形和其他科学的边缘研究。
分形欣赏
§7.3 坡度和坡向（1）
坡度表示地表面的倾斜程度，坡向反映斜坡所面对的方向。
一、坡度：
一个点的坡度是一个既有大小又有方向的矢量。 空间曲面的坡度是点位的函数，除非曲面是一平面，否则曲面上 不同位臵的坡度是不相等的。 给定点位的坡度是曲面上该点的法线方向N与垂直方向Z之间的夹 角α，如图。
Mandelbrot集合局部放大
Mandelbrot集合 Mandelbrot集合
Nova分形
Newton分形
§7.1 分形基本理论（4）
3、分维估值方法
传统意义下的维数：
（传统上认为维数即为确定整个图形中点的位臵所需的坐标个数） 点是0维的，线是1维的，平面是2维的，立方体是三维的，…
§7.1 分形基本理论（5）
结论：复化Simpson公式具有较高精度，且算法简单，是实际计算
中使用较为广泛的方法。
§7.2 表面积和体积（5）
三、体积
1、三角形格网的体积计算
三角形表面函数是线性多项式，对应的三角形格网上的体积为：
V ax by cdxdy
线性多项式表示的三角形格网上的体积，可用近似公式：
§7.2 表面积和体积（4）
3、正方形格网转化为三角形格网
将正方形格网对角划分为三角形格网，然后利用三角形格网的表面 积计算公式计算。
一种基于非正射遥感影像直接生成三维地形图的方法
图1
顶点坐标与纹理坐标的对应关系
设顶点的坐标为 A( X, Y, Z) , 纹理影像的宽度 和高度 分别为 cXDIB、 cyDIB 。利用解算 出的参数 L 1 , L 2 , ∀, L 11按 ( 2) 式计算其在纹理图象上的对应 坐标 a( XImage, yImage ) , 则 顶点 A 的纹理坐标为 ( XImage/ cXDIB, yImage/ cyDIB ) 。 由 于 地形 建 模 时, 地表都是由一系列的小三角面片构成的 , 使用 有限的地形特征点就能实现地形的重建 , 利用这种 方法只需要在初始状态下对有限的节点进行计算 , 通过计算结果对纹理坐标进行控制 , 实现纹理影像 与地表的精确配准, 具有较高的执行效率。
摘要 : 地形的真实性是地形三维可视化的重要组成部分, 在地形表面叠加纹理图象是一种理想 的提高地形真实性的有效方法。 本文介绍了利用直接线性变换确定纹理图象与地形透视图之 间的映射关系 , 直接生成三维地形透视图的一种方法, 缩短了地形三维透视图生成周期, 大大 提高了制作三维地形透视图的效率, 具有广泛的适应性和实用性。 关键词: 地形可视化 ; 共线条件方程; 直接线性变换; 纹理映射; 遥感影像 中图分类号: TP391 文献标识码 : A 文章编号: 1671- 0673( 2001) 03- 0056- 04 性和实用性。
第3期
谭
兵等 : 一种基于非正射遥感影像直接生成三维地形图的方法
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的支持, 但就目前已经推出的一系列高档图形加速 卡( 包括 ELSA 公司推出的 Gloria 系列、 Nvdia 公司 的 TNT2、 3Dlads 公司的 OXygen 系 列及 Diamond 推 出的 FireGL 系列) , 在微机上所能支持的最大纹理 通常为 2048* 2048, 仍远远不能满足真实感图形显 示的需求。为此 , 我们采用了 OpenGL 中的显示列 表技术, 将影像数据分成 2m 2n 的子块 , 每子块数 据的尺寸都为 2k, 然后以砖瓦形式构成显示列表 , 并用重叠采样的方法消除了分块时产生的边界效 应。从而用显示列表技术实现了基于航空影像的 大型纹理的构建。
基于COMSOL Multiphysics的三维地质建模方法
基于COMSOL Multiphysics的三维地质建模方法张亮;姚磊华;王迎东【摘要】3D geological modeling makes a great contribution to the fieldsof geology, mine and underground construction, which contains the advantages of being visual, vivid and convenient. COMSOL Multiphysics has some ability of 3D geological modeling as a software of coupled simulation of multi-physics. This paper fully excavated the potential of COMSOL Multiphysics, and tried to establish a 3D geological model of one mine in Shanxi by the software with Kriging interpolation method, finally realized the operations such as scaling, rotation, translation of the geological model, generated the geological profile, section and perspective, showed the internal details of geological model. It’s proved that COMSOL Multiphysics can build 3D geological model, and 3D geological modeling has good value in the fields of geological interpretation, mineral assessment and multi-physics solving.%三维地质建模具有直观、形象、便捷等优点，在地质、矿产、地下施工等领域有着突出贡献。
基于OpenGL三维分形地形的可视化研究_1_2国内外研究现状_8_10
2基于OpenGL三维分形地形的可视化研究DTM)中的地形数据进行逼真的三维显示、模拟仿真、简化、多分辨率表达和网络传输等内容的一种技术，它涉及到测绘学、现代数学、计算机三维图形学、计算几何、地理信息系统、虚拟现实、科学计算可视化、计算机网络等众多学科领域，在战场环境仿真、娱乐与游戏。
地形漫游、道路选择、土地规划、网络GIS等众多领域有广泛应用[4] [5]。
该技术在“数字地球”概念的大背景衬托下，显示出了强大的生命力和蓬勃生机，并随着与之相关的学科迅速发展而不断更新。
因此，对其深入研究十分必要。
1.2 国内外研究现状在计算机图形学领域，三维可视化是一个重要的研究方向，许多研究人员己经进行了大量卓有成效的研究，并有许多成熟的技术己经应用到实际中，出现了大量的优秀的可视化软件产品，如3D MAX、MAYA、EVS、AVS等。
这些产品主要应用于游戏、电影动画、工业设计以及其它专业领域的研究，而与GIS联系较少。
可视化理论与技术用于地图学与GIS始于90年代初。
1993年，国际地图学协会(ICA)在德国科隆召开的第16届学术讨论会上宣告成立可视化委员会(Commission On Visualization),其主要任务是定期交流可视化技术在地图学领域中的发展状况和研究热点，并加强与计算机领域的协作。
1996年该委员会与美国计算机协会图形学专业组(ACMSIGGAPH)进行了跨学科的协作，制订了一项称为“Carto Proiect"的行动计划，旨在探索计算机图形学领域的理论和技术如何有效地应用于空间数据可视化中，同时也探讨怎样从地图学的观点和方法来促进计算机图形学的发展[6]。
1998年2月由B．H．Mccormick等根据美国国家科学基金会召开的“科学计算可视化研讨会"的内容撰写的一份报告中正式提出了“科学计算可视化(Visualization in Scientific Computing,简VISC)”的概念，从此标志着一门新的可视化学科的问世。
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ｌ 引 言
地形 、 地貌 的不规则特性使得很难 用欧几里德几 何学等 传统方法来 准确 描述 。近年来 ， 随着分 形理论 的深 入研 究 ， 利用分形技 术对 具有 自相 似 的物体进 行仿 真 已成为一 个研 究 热点问题 。地 形属 于 自相 似 的 范 畴 ， 目前 ， 基于 分 形 理 论” 的地形 仿 真 大致 可 归 纳 为泊 松 阶 跃 法 （ ｏ ｓｎ ｆ ｌ Ｐ ｉ ｏ ａ － ｓ ｕ ｔｇ、 ｉ ） 傅立叶滤波法 （ ｏｒ ｒｆｔ ｎ ） 中点位移法 （ ｄ ｏ ｔ ｎ Ｆ ｕ ｅ ｉｅ ｇ 、 ｉ ｌｒ ｉ ｍｉ ｉ ｐｎ ｄ ｐａｅ ｎ） 逐次 随机增 加法 （ ｕｃｓｉ ａ ｄｍ ａｄｔ ｎ ｉ ｌ ｍｅｔ 、 ｓ ｃ Ｓ ｃｅｓ ｅｒ ｏ ｄ ｉｏ ） ｖ ｎ ｉ 和带限噪声 累积法 （ ｕ ｍｎ ａｄｌ ｔｄｎ ｉ ｓ 等五 类 Ｊ Ｓ ｍ ｉｇｂ ｍｉ ｏ ｅ ） ｎ ｉ ｅ ｓ 。
地形地貌 ， 实现了具有逼真效 果的 ３ Ｄ地形 的视景仿真 ， 并可运用交互技术实现在视景终端 以任意角度和高度进行观察 。研 究结果表 明， 中提出的基于分形 与纹理 映射 的地形仿真技术 ， 文 方法 简洁 ， 地形生成 速度快 ， 地形 、 地貌仿 真效果逼 真生动 ， 适用范 围广 ， 具有很好的应用价值 。 关键词 ： 分形 ； 纹理映射 ； 地形仿真
ＡＢＳ ＴＲＡＣＴ： ｈ ｓａ ｔ ｌ ｔ ｄｅ ｈ ｃ ｎ ｑ ｅ ｆ ｅ ｒ ｉ ｉ ｌｔ ｎ ｂ ｓ ｄ ｏ ａ ｔ ｌｏ ｔ ｍ ｄｔ ｘｕ ｅ Ｍａ ｐ ｎ ， Ｔ ｉ ｒｉ ｅ ｓｕ ｉｓｔ ｅ ｔ ｈ ｉｕ ｓｏ ｒａｎ ｓｍｕ ａ ｉ ａ ｅ ｎ ｆ ｃａ ａｇ ｒ ｈ ａ ｔ ｒ ｐ ｉ ｇ ｃ ｅ ｔ ｏ ｒ ｌ ｉ ｎ ｅ
（ 江苏科技大学电子信 息学 院， 江苏 镇江 ２ ２０ ） １０ ３ 摘要： 文章研究 了基于分形与纹理 映射技术 的 ３ Ｄ地形仿真技术 。该技术通过分形插值算法与 Ｄ Ｍ数据矩 阵的线性变换构 Ｅ 建 出各类特征的地形模 型 ， 利用分形纹理及位 图纹理 ， 并 通过纹理映射技术 及光 照模 型仿真 出平原 、 山、 高 草地 、 洋等各类 海
ＺＨＵ Ａｎ—ｈ ｎ ＺＨＡＮＧ ｕ —ｓ ｉ ｏ ｇ． Ｙｏ ａ
（ ｅｔ ｆ ｌ ｔ ｎｃ ｎ ｎｏ ｔ ｎ Ｊ ｇｕＵ ｉｅ ｉ ｆ ｃ ｎｅａｄＴ ｃｎｌ ｙ Ｚ ｅｊ ｎ ｉ ｇｕ２ ２０ ，ｈｎ ） Ｄ ｐ．ｏ ｅ ｒ ｉｓ ｄＩｆ ｍａｏ ， ｉ ｓ ｎｖｒ ｔ ｏ Ｓ ｉ ｃ ｅｈｏｏ ， ｈｎｉ ｇＪ ｓ １０ ３ Ｃ ｉ Ｅ ｃｏ ａ ｒ ｉ ｎ ａ ｓｙ ｅ ｎ ｇ ａ ｎ ａ ａ
ｂ ｓ ｄ ｏ ｒｃ ａ ｌｏ ｔ ｍ ｄ ｔｘ ｕ ｅ ｍａ ｐ ｎ ｓｅ ｙ，ｔ ｅｓ ｅ ｄ ｏ ｅ ｅａ ｉ ｇｔ ｒａｎ ｉ ｆｓ ｎ ｈ ｆ ｃ ｆ ｅ ａ ｎ ａ ｅ ｎ ｆａ ｔ ａｇ ｒ ｈ ａ ｔ ｒ ｐ ｉｇ ｉ ａ ｌ ｉ ｎ ｅ ｓ ｈ ｐ ｅ ｆ ｎ ｒ ｔ ｅ ｉ ｓ ａ ｔａ ｄ ｔ ｅｅｆ ｔ ｒ ｉ ｇ ｎ ｅ ｏｔ ｓｍｕ ａｉ ｎ ｉ ｉｉ ．Ｉ ｉ ｒ ｃ ｉａ ｄ ｃ ｎ ｂ ｓ ｄ ｗ ｄ ｌ ． ｉ ｌ ｔ ｓｖｖ ｄ ｔ ｓｐ ａ ｔ ｌ ａ ａ ｅ ｕ ｅ ｉ ｅｙ ｏ ｃ ｎ ＫＥＹＷ ＯＲＤＳ： ｒｃ ａ ；Ｔｅ ｔ ｒ ｐ ｉ ｇ ｅ ａｎ ｓｍｕａ ｉｎ Ｆａ ｔｌ ｘ ｕ ｅ ｍａ ｐ ｎ ；Ｔ ｒ ｉ ｉ ｌｔ ｏ
中 图分 类 号 ：Ｐ ９ ． Ｔ３１９ 文 献 标 识 码 ： Ａ
Ｔｅ ｒ ｉ ｍ ｕ ａ ｉ ｎ Ｂａ ｅ ｎ Ｆｒ ｃａ ｇ ｒｔ ｍ ｎｄ Ｔｅ ｔ ｒ ａ ｐｉ ｇ ｒ ａ ｎ Ｓｉ ｌ ｔｏ ｓ ｄ ｏ ａ ｔ ｌＡｌｏ ｉｈ ａ ｘ ｕ ｅ Ｍ ｐ ｎ
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第２ 卷 第１期 ４ １
文章编号 ：０ ６—９４ （０ ７ Ｏ １ ２４— ３ １０ ３ ８ ２ ０ ） １ —０ ２ ０
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