基于LOD的大规模地形实时绘制方法

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基于四叉树LOD技术绘制大地形的改进算法

ｓｕａｅｃｎｂｓｄｔｓｉｔｈｅｅｆｔｒａｎ．ｅｑｒａｅｕｅｏｅｔｍａｅｔｅｌｖｌｏｅｒｉＴｍｐｏａｏｔｕｔａｏｖｈｉｕａｒｂｅｎｐｔｌｃｎｉｕｉａｄｅＴ—ｓａｅｃｅｉｅｒｌｃｎｉｉｃｎｓｌｅｔｅｖｓｌｐｏｌｍｓａｄｓａｉｏｔｎｙａｎｔｈｎｌｙｈｐｒｖｃ．Ｅｐｒｍｅｔｏｈｓｉｒｖｄａｇｒｈｓｏｈｔｔｅｅｃｅｙｍｏｉｇｏｅｒｉａｅｂｅｏｓｍｅｅｔｎｍｐｏｅｎｈｍｏｔｒｎｉｏｆｘｅｉｎｎｔｉｍｐｏｅｌｏｔｍｈｗｓｔａｈｆｉｎｃｖｎｎｔｒａｎｈｖｅｎｔｏｘｅｔｉｒｖｄａｄｔｅｓｏｈｔａｓｔｎｏｉｉｉｒｎｅｎｅａｎｈｖｃｉｖｄｗｈｎｐｏｅ’ ｉｗｐｉｔｎｏｅｅｄｒｇｔｒｉａｅａｈｅｅｅｅｐｌＳｖｅｏｎｌｖ．ｉ
【ｂｔａｔＴｉｐｐｒｆｓａａｚｄｔｅａｖｎａｅｎｉｄａｔｇｓｏｅｍｈｒｓｌｔｎｓｌｃｔｎｔｃｎｌｇ（ＯＤｂｓｄｏｅｑａＡｓｒｃ］ｈｓａｅｒｎｌｅｈｄａｔｇｓａｄｄｓｖｎａｅｆｈｕｉｏｕｉｉｉａｉｅｈｏｙＬ）ａｅｎｔｕｄｉｔｙａｔｅｏｍｐｆｏｉｏｈ
表明，进的算法在一定程度上提高了地形漫游的运行效率并实现视点移动时地形绘制的平滑过渡。改【键词】又树；ＯＤ技术；关四Ｌ多分辨率大地形；小二乘法；间空间连续性最时

分块LOD大规模地形实时渲染算法

Ｆｉｎａｌｌｙ，ｖｅｒｔｉｃａｌｓｋｉｒｔｗａｓｕｓｅｄｔｏｅｌｉｍｉｎａｔｅｃｒａｃｋｓ；ＧＰＵ— ｂａｓｅｄｍｏｒｐｈｉｎｇｍｅｔｈｏｄｗａｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｓｌｏｗｄｏｗｎｖｅｒｔｅｘｐｏｐｐｉｎｇ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｃｏｕｌｄｒｅｄｕｃｅｒａｗｄａｔａｍｅｍｏｒｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ＣＰＵｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｉｍｅａｎｄｎｕｍｂｅｒｏｆＧＰＵｒｅｎｄｅｒｉｎｇｂａｔｃｈｅｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ，ｔｈｅ
（ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏＶｉｒｔｕａｌＲｅａｌｉｔｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＳｙｓｔｅｍｓ．Ｂｅ￣ｈａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ．Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９１）
ｇｅｔｔｈｅｓａｍｅｓｉｚｅｂｌｏｃｋｓ；ｔｅｒｒａｉｎｐｙｒａｍｉｄｗａｓｂｕｉｌｔｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｃａｌｅｓａｎｄｂｉａｓｆａｃｔｏｒｓｏｆｌｉｎｅ．Ｔｈｅｎ
ｌｉｎｅａｒｑｕａｄｔｒｅｅｉｎｄｅｘｏｆｔｅｒｒａｉｎｂｌｏｃｋｓｗａｓｃｒｅａｔｅｄ，ａｍｏｒｅｒｅａｓｏｎａｂｌｅｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇｃｒｉｔｅｒｉｏｎｗａｓｄｅｆｉｎｅｄ．

基于LOD的大规模地形实时绘制方法

2. 节点的裁剪当节点不在当前视野范围内时 ,如果把这些节点所包含的图元原封不动地提交绘制 ,就会耗费资源 [ 3 ] 。因此 ,要在提交绘制命令之前进行可见性判断 ,这里使用视锥体裁剪。基于视锥体的裁剪 ,就是判断一个世界坐标系下的三维点是否包含在当前的视锥体内。视锥体的大小、形状、位置如图 3所示。观察者视点在 ( xeye , yeye , zeye ) , 向上向量为 ( xup , yup , zup ) , fovy是上下两个平面之间的夹角 , w、h是投影平面上视口的长宽 , snear、sfar是视点到视锥体前平
精度越高 ,反之亦然。
图 3 视锥体示意图
为了在实时绘制时减少可视性判断的计算消耗 ,对节点进行预处理 , 计算每个节点的包围盒 , 所谓包围盒就是用一个比较简单的几何体去度量另外一个比较复杂的几何体 , 这里采用长方体来起节点的层次包围盒来实现快速的裁剪。
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测绘通报 2009年第 12期
而减少了数据的频繁调度 ,提高了画面流畅性。 3. 地形块的裁剪真正用于绘制时 ,其场景还是相当庞大 ,而且
人的视野有限 ,需要将不可见的数据块裁剪掉。裁剪采用一种更简捷快速的方法 ,不考虑视锥体六个面中的三个 ,即近裁剪平面和上下裁剪平面。具体方法是首先将视锥体的近裁剪平面忽略掉 ,然后将其投影到水平面上 ,视点在场景中移动时 ,总被控制在地形表面上空 ,这样经过简化后的视锥体投影到平面后成为一个关于视线投影对称的区域 ,根据视线与平面向上法线的夹角的不同情况 ,其投影形式也有所不同。
d2
=
1 max d i = 1, 2, …, 6
| dhi
|
(2)

海上搜救模拟器中大规模地形场景的实时绘制

外一些学者对大规模地形场景的绘制进行了研究，提出了相关的算法，些算法主要涉及地形数据的这处理、理数据的处理以及数据的调度。纹
了绘制效率。Ｓｈｅｅ等提出在进行大规模地］ｃｎｉｒｄ
形纹理绘制时，采用一种适合ＧＰＵ处理的Ｌ０Ｄ绘制技术。Ｕｌｃ］ｒｈ和Ｓｅｒｉｐａｓ提出了将地形数据分
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｔｈｅｒａ —ｉｅｒｎｒｎｆｌｒｃｌｅｒｉｎｖｒｎｍｅｔｈａｅｂｒａｙａｌｅｏＶＲ，ＧＩｍｉｉａｙｅｌｔｍｅｄｅｉｇｏａｇｅｓａｅｔｒａｎｅｉｏｎｓｂｅｎｏｄｌｐｐｉｄｔＳ，ｌｔｒｓｍｕｌｔｏｎ，ｅｅＩｒｒｔｅｔｔｅｆｔａｉｅｓａｃｎｅｃｉｕｌｔｏｒｈｌｃｐｔｒｕｔｖｓｌｙｓｉａｉｔ．ｎｏｄｅｏｍｅｈｅｎｅｄｏｈｅｍｒｎｅｒｈａｄｒｓｕｅｓｍａｏｒｆｅｉｏｅｎｉｉｕａｓ — ｔｒｓ，ｔｓｐｐｅｅｅｒｈｓｏｏｄｌｎｇａｎｈｅｒａ —ｉｅｒｎｄｒｎｇｅｈｎｏｏａｇｅｓａｅｔｒａｎｅｉｏｅｎｈｉａｒｒｓａｃｅｎｍｅｉｄｔｅｌｔｍｅｅｉｔｃｌｇｙｏｆｌｒ－ｃｌｅｒｉｎｖｒｎｍｅｔｎ．Ｔｈｅｔｅ — ｍｅｓｏｎａｅｒｉｎｒｈｒｅｄｉｎｉｌｔｒａｎｅｖｉｏｎｍｅｔｉｒａｅｒＳｃｎｅａｄｍｕｔｌｖｅｎｓｃｅｔｄｂｙＡｃｅ．ｎｌｉｅｌＬＯＤｓｃｅｔｎＣｒａｏｏｅｌｉｒａｅｉｅｔｒｆｒｒａ—

无缝LOD算法在大规模地形绘制中的实现

维普资讯
第２１卷第２期
２００８年４月
四川理工学院学报（自然科学版）
ＪＲＬＯＦＳＣＡＮＵＶＲＩＹＯＦＯＵＮＡＩＨＵＮＩＥＳＴ
．
Ｖ１１Ｎｏ０．．２２
对于组成每个矩形的三角形，以具有相同的分辨可率，也可以具有不同的分辨率。这就充分利用了细节层
次在地形绘制过程中的灵活性，时保证了地形绘制所同需的细节程度。对于１Ｂ（Ｋｌ）Ｍ１ｘＫ的地形数据，定将假
维普无缝ＬＤ算法在大规模地形绘制中的实现Ｏ
到不同尺寸大小的矩形中。于无裂纹ＬＤ算法，对Ｏ在地
形绘制过程中，有任何的几何绘制操作，有对预存没只的三角形和缝合带纹理的重复利用。这就减轻了ＣＵＰ的负载和ＣＵ与ＧＵ之间的数据交换，快了地形绘ＰＰ加制的速度。
断条件，化地形绘制过程中所需的细节，到快速地简达
形绘制的目的。
收稿日期：２０．２２０７１．７
图１矩形分割及缝合带
作者简介：杨鹏（９２）男，１８．，四川眉山人，硕士生，主要从事电路与系统设计自动化方面的研究。
Ａｒ０８ｐ．０２
ＳＩＮＥ＆ＥＧＩＥＲＮＮＡＵＡＬＳＩＮＥＥＩＩＮ）ＣＥＣＮＮＥＩＧ（ＴＲＣＥＣＤＴＯ

大规模地形漫游中的实时LOD算法研究_金宝轩

收稿日期:2003-08-11;　修订日期:2003-10-30 作者简介:金宝轩(1970-),男,博士研究生,研究方向为三维GIS 、虚拟现实技术。

E -mail :jinbx sina .com大规模地形漫游中的实时LOD 算法研究金宝轩,边馥苓(武汉大学空间信息与数字工程研究中心,湖北武汉430079)摘要:大规模地形漫游在游戏、仿真、虚拟现实等领域有着广泛的应用。

该文在总结现有地形简化算法的基础上,提出了一种基于动态调度的地形块内视点相关二叉树简化算法,有效地简化地形,实现大规模场景的实时漫游。

关键词:地形漫游;实时地形简化;LOD ;二叉树中图分类号:P208;TP391.9 文献标识码:A 文章编号:1672-0504(2004)01-0051-030　引言随着计算机技术、摄影测量和遥感技术的迅速发展,虚拟现实技术得到了广泛的应用,虚拟地形环境又是虚拟现实技术的一个重要研究方向,在虚拟地形环境中大规模地形场景的实时层次细节(LOD )简化也就成为了研究的热点。

LOD (Level of Detail ,层次细节)模型[1]是指在同一个场景中,依据视觉的特性,远离视点的物体只需较粗的细节,而离视点很近的物体需要详细的细节,这样便可以通过具有不同细节的描述得到一组模型,供渲染时使用。

LOD 技术最早在1976年由Clark 提出,认为当物体覆盖屏幕的区域较小时采用较粗略的模型表示,同时给出了一个用于可见面判断算法的几何层次模型,便于对复杂模型进行快速绘制。

1992年后,国内外学者相继提出了许多LOD 模型生成算法,对地形而言主要有基于不规则格网和规则格网两类。

对于规则格网的多分辨率地形简化,Hoppe [2,3]提出了一种递进网格(Prog ressive M esh ,PM )法则,增加三角形到任意的网格来满足需要的细节,后来又对PM 法则进行了扩展,形成了视点依赖的递进网格(View -Dependent Prog ressive M esh ,VDPM )法则,避免了三角剖分给整体格网带来的影响。

基于LOD的三维地形数据的组织与实时绘制

技术的基础上实现了海量数据的快速漫游，到实时显示效果。得
关键词：ＯＤ；形；时显示；叉树Ｌ地实四
中图分类号：Ｐ１Ｔ３２
文献标识码：Ａ
文章编号：６２７０（０８０ — ０４０１７ — ８０２０）４０４ — ３
每一个节点都覆盖地形中的一块相应的矩形区域。层的节点上
涉及的采样点较少．用其来表示地形时具有更高的绘制效率，但分辨率较低，形表示的误差较大。地底层地形的分辨率高，误差小，但绘制效率低。本文中实现的三维数字地球就采用了四叉树数据结构．基本分层原理为以地球３０经度和１０纬度其６。８。
提出并发展起来的。
为标准，一层以３。第６划分，图１）共分为（０３）（８／６：见（，ａ３／６＊１０３）６
５块，０第二层以１。第三层以９，次类推。８，。依
匪圈豳豳
【）ｅｅｂＬｖｌ１（）ｅｅｃＬｖｌ２图１地形分层
２地形的分块与调度方法
当前，范围、量数据的获取已成为现实，间数据的数大海空
由于按平面展开层层划分，以这里涉及到行、的概念，所列通过由行、到经、度值的转换，分后的每个方格对应一个列纬划该层的纹理．加上高度值就可以实时渲染三维图像了。再在交互浏览地形时．据当前浏览者的位置和地形本身的根

潘李亮：基于LOD的大规模真实感室外场景实时渲染技术的初步研究

基于LOD的大规模真实感室外场景实时渲染技术的初步研究（转载）第一部分：简介室外场景的实时渲染技术是游戏编程世界中的热点技术. 同时它在其它领域也有着同样重要的作用。

如 GIS 系统，飞行模拟系统，VR系统以及数字地球技术等都离不开室外场景的实时渲染技术。

一个优秀的室外场景实时渲染技术在保证实时性以外还能创造出非常逼真的、有说服力的虚拟自然环境。

如Nova Logic 公司的著名的3D射击游戏Delta Force 系列，它除了能模拟出各种如雪地、草地、沙漠等地形以外，还能模拟出各种树木，杂草，以及各种天气效果。

室外场景的实时渲染有许多技术上的难点,在以下的章节里我们将作详细的介绍以及针对一些主要问题的解决方案。

本文的主要内容分两个部分：一、大规模地形的渲染。

二、如何提高场景的真实性。

分别第二部分和第三部分。

3D场景的渲染离不开3D API。

目前流行的3D API有两种，SGI公司的OpenGL 和微软公司的Direct3D。

两种API各自有自己的优点，均能很好的使用硬件加速功能。

但是OpenGL是一种开放性的标准，有更好的移植性能，它能在Linux 和FreeBSD 下工作。

甚至还可以使用硬件加速（nVidia公司专门为Linux/FreeBSD推出了驱动程序）。

因此在本文里，我使用了OpenGL。

不过如果熟悉原理，其实也大同小异，D3D到8.0以后做的非常的像 OpenGL.第一章：大规模室外场景渲染技术简介第一节：室外 Vs. 室内下面我们把室内场景和室外场景做一个对比，来看看室外场景的实时渲染的主要难点。

目前最成功的商业室内游戏引擎有Quake /DOOM系列、Unreal系列引擎。

他们都基于BSP技术的。

通过BSP技术，再加上PVS , Portal等技术可以大量减少场景的复杂程度，通过Portal技术甚至可以把一个室内场景和一个室外场景连接起来，关于室内引擎的渲染的进一步已经超出了本文的范围。

大规模地形LOD模型简化与实时绘制方法研究的开题报告

大规模地形LOD模型简化与实时绘制方法研究的开题报告【一、研究背景】大型地形场景是计算机图形学领域中的经典问题之一，它应用广泛，包括虚拟现实、游戏、地图等领域。

然而，大规模地形模型的实时渲染和交互性能十分具有挑战性，主要原因在于其复杂的三维结构和海量数据。

传统的地形LOD（Level of Detail）技术可以降低场景中的多边形数量，提高渲染效率。

通常采用基于高度图和光线追踪等方法，对地形数据进行分层次细化，使得远景区域的顶点数量得到有效减少，提高了渲染速度，同时保证了细节的准确性。

但是，对于大规模地形模型来说，传统的LOD方法存在一些限制，这些限制影响了其实时绘制和交互性能。

这些问题主要包括：1. 坡度角问题：传统LOD方法是基于高度图的，在斜坡或悬崖等陡峭区域，由于高度变化梯度大，还是会产生很多小三角形，导致计算和渲染时间增加。

2. 数据存储问题：对于大规模地形数据，存储、传输和处理都需要消耗大量的资源。

因此，如何对地形数据进行压缩和优化，是提高场景渲染效率的关键。

为了解决这些问题，我们需要研究新的大规模地形LOD模型简化与实时绘制方法，促进大规模地形场景的更快速、更真实的实时渲染。

【二、研究目标】本文旨在深入研究大规模地形LOD模型简化与实时绘制的相关技术，主要包括以下目标：1. 提出一种新的简化算法，能够在保证地形表现精度的情况下，有效地减少顶点数据。

2. 探究大规模地形数据的存储和传输问题，找到一种更优的数据压缩和优化方案，提高处理速度和效率。

3. 针对坡度角问题，提出一种特殊的细节渲染方法。

在需要的细节位置上增加更多的顶点，使得视图中的地形看起来更真实、更具有层次感。

4. 实现一个高效的大规模地形场景渲染系统，在保证渲染效率的同时，提供更准确的细节表现。

【三、研究内容】本文的主要研究内容包括：1. 大规模地形数据简化算法：在保证数据的准确性的前提下，通过重新分配顶点来减少地形数据的数量。

面向大规模地形LOD模型的并行简化算法

ｓｂｄｖｓｏｓｈｍｅｕｉｉｉｎｃｅ．Ｂａｅｎｔｓｓｕｓｄｏｅｔｒｎｎｉｇｏｎｃｕｓｅｓｔｍ，ｔｅｅｃｅｙｆｍｏｄｌｎａｌｔｒｙｓｅｈｆｉｎｃｏｉｅｓｍｐｌｆｃｔｏＳｓｗｎｇｅｔｉｒａｅ．ｉｉａｉｎｉｈｏｒａ１文献标识码：Ａ
ＡｒｌｅｏｅｉｐｉｃｔｏｌｏｉｈｍｏＰａａｌｌＭｄｌＳｍｌｆａｉｎＡｇｒｔｉｆｒＬＯＤ－ｓｄＬａｇ－ｃｌｂａｅｒｅｓａｅＴｅｒｉｅｌｔｍｅＲｅｅｉｒａｎＲａ・ｉｎｄｒｎｇ
Ｋｅｒｓｃｍｐｔｒａｐｉａｉｎａｇ —ｃｌｅｒｉ；ｌｖｌｏｅａｌｍｏｅｉｌｃｔｎｙｗｏｄ：ｏｕｅｐｌｔ；ｌｒｅｓａｅｔｒａｎｅｅｆｄｔｉｃｏ；ｄｌｓｍｐｉａｉ；ｉｆｏ
ｍｅｒｓｂｓｄｐｒｌｌｍｏｅｉｌｃｔｎａｇｒｈａｅｎｐｏｏｅａｉｇｑａ — ｅｓｔｉａｅａａｌｄｌｓｍｐｉａｉｌｏｉｃｅｉｆｏｔｍｈｓｂｅｒｐｓｄｔｋｎｕｄｔｅａｒ
２１００年
工程图学学报
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＧＲＡＰＨＩＣＳ
２００１
ＮＯ５．
第５期
面向大规模地形ＬＤ模型的并行简化算法Ｏ
刘晓平凌实２余一，，烨２李，琳，２

基于九宫格的累进LOD地形绘制算法

西南交通大学学报JOURNAL O F SOU T HW EST J I A O T ON G UN I V ER S I TY第 45卷第 3期 2010年 6月Vo l . 45 No . 3J u n . 2010文章编号 : 025822724 ( 2010 ) 03 20411207DO I: 10. 3969 / j . issn . 025822724. 2010. 03. 016基于九宫格的累进 LOD 地形绘制算法印桂生1 , 陈怀友 1, 2 , 菁1 , 李建军1, 2张 ( 1. 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 , 黑龙江哈尔滨 150001; 2. 第二炮兵士官学校常规导弹系 , 山东青州 262500)摘要 : 为减少地形绘制中地形分割与视点中心块分割的次数 ,提高绘制效率 ,提出了九宫格地形快速绘制算法. 利用九宫格的特性建立地面多分辨率“块 ”结构 ,将每次分辨率变换都集中在周围 8格中 ,使地形分割与视点中心块分割合并为 1次 ;九宫格分层结构使多分辨率模型中模型细节的处理和绘制三角形的个数以 17 /81 的倍率递减 ,提高了运算速度. 提出了边界裂缝消除算法 ,以修正多分辨率模型产生的裂缝 ,并对九宫格算法进行了性能分析和误差评估. 实验结果表明 ,当分层数为 3时 ,该算法在保持视觉效果的同时 ,比四叉树算法的绘制效率提高约 14. 7倍. 关键词 : 虚拟现实 ;三维地形 ;九宫格 ;多分辨率解析 ;裂缝 ;层次细节中图分类号 : TP391文献标识码 : AProgre s s i ve LOD Terra in Ren der in g A lgor ith m Ba sed on N in e Pa la c e sY I N Gu isheng 1,CH E N H u a i you 1, 2,ZHAN G J ing 1,L I J ia n j un1, 2( 1. Co l leg e of C omp u t e r S c i ence and Techno l og y, H a r b i n Enginee r in g U n i ve r sity, H a r b i n 150001 , Ch i na; 2. D e p a r tm e n t of Conven t iona l M issile, S econd A rtille r y Pe t ty O f fice r S choo l, Q ingzhou 262500, Ch i na )A b s tra c t : I n o rde r t o dec r ea s e the ti m e s of d i vi d i ng te r ra i n and vi e wpo i n t cen t e r squa r ed i n te r ra i n rende ri ng and i m p r ove rende ri ng effi c i ency, a fa st n i ne p a l ace s te rra i n rende ri ng a l go rithm wa s p u t f o r wa rd. I n th is a l go rithm , a m u ltire so l u ti o n gr ound b l o ck struc tu re is se t up ba sed on the cha rac t e r i sti c of n i ne p a l ace s , and l eve l s w i tch i ng of re s o l u t i o n occu r s i n 8 su r r ound i ng squa r e s i n the n i ne p a l ace s . A s a re su lt, the op e ra ti o n s of d i vi d i ng te rra i n and vi e wpo i n t cen te r squa red a re com b i ned t o one, and the num be r of tri angl e s t o be p r oce ssed and rende red dec li ne s a t the ra te of 17 /81 t o i m p r ove t he p r oce ss ra te grea tl y . A n a l go rithm of avo i d i ng c ranny wa s p u t f o r w a rd i n o rde r t o revise t he c r anny bough t by the m u ltire so l u ti o n mode l . The p e rf o r m ance ana l ysis and e rr o r e sti m a ti o n f o r the a l g o r i t hm we re ca rri ed ou t . The ex p e ri m en ta l re su lts i nd i ca te tha t unde r the cond iti o n of ho l d i ng t he vi sua l effec t, the rende ri ng effi c i ency of th is a l go rithm is abou t 14. 7 ti m e s tha t of the quad tree a l g o r i t hm when l eve l num b e r is 3.Key word s : virtua l rea l ity; 3D te r ra i n; n i ne p a l ace s ; m u ltire s o l u t i o n ana l ysis; c r anny; LOD ( l eve l of de t a i l )大规模地形绘制是虚拟现实的一个重要组成部分 , 也是近年来计算机可视化领域的研究热点 [ 1 ] . 为了建立大范围的实时、可交互虚拟地形环境 , 提高地形场景的绘制速度 , 对三维地形进行简化是关键手段. 简化是用少量的图元 (如点、线、面等 )表达复杂的地形环境 [ 2 ], 令 V 、E 和 F 分别表示收稿日期 : 2009 209 209基金项目 : 国家自然科学基金资助项目 ( 90718003 ) ; 国家 863 计划资助项目 ( 2007AA01 Z401 ) 作者简介 : 印桂生 ( 1964 - ) ,男 ,教授 ,博士生导师 ,研究方向为虚拟现实、信息检索 , E 2m a il: yingu isheng@ h r beu . edu . cn通讯作者 : 陈怀友 ( 1972 - ) ,男 ,讲师 ,博士研究生 ,研究方向为虚拟现实与作战仿真 ,电话 :158****8837,E 2m ail: huaiyou 2**********om三维地形的顶点集合、边集合和面元集合 [ 3 ], 则通过三角形表示的三维地形模型为 ∑(V , E, F ) , 简化过程为 :1 九宫格算法1. 1 九宫格分层结构九宫格是倍率为 3 的层次模型 , 每 3 ×3 个点合成为 1个上层点. 如图 1 所示 , 设地形的初始分辨率为 r 0 , 则第 l 层的分辨率 r l 为 :f∑(V , E, F )∑(V ′, E ′, F ′) , ( 1 )其中 : f 为简化函数; V ′、E ′和顶点集合、边集合和面元集合.F ′分别为简化后的r = r ×3l.( 2 )l 0 在模型简化中的主要技术是细节层次模型技术 ( l eve l of de ta il, LOD ) ,主要包括静态 LOD 和连续 LOD 两种方法 [ 4 ]. 静态 LOD 是在绘制前把地形生成不同层次的网格模型 [ 5 ], 根据需要调用相应的层 ,因此需要大容量存储设备 ,同时在处理地形突变及视点简化时比较困难. 连续 LOD 则在绘制时动态生成相应的层次细节 ,是广为采用的一种方法 , 其中 H u gue s Hopp e 提出的累进网格算法 [ 6 ] 和 ( p r ogre s si ve m e s he s , P M ) D u cha i neauy 图 1 九宫格分层结构F i g . 1 D e l am ina t ing struc t u r e of n i ne p a l ace s提出的实时优化自适应地形生成 ( rea l 2ti m e op ti m a ladap ti ve m e s he s , ROAM )算法 [ 7 ]比较有代表性. 目前广泛使用的主流算法都是对这两种方法的改进 ,P M 算法是一种迭代收缩算法 , 在每一次迭代过程中 , 原始网格 M 中的一条边及其相邻的三角形被删除 , 网格的分辨率也随之逐步降低 , 最后得到一个较粗糙的简化网格 M ′. ROAM 算法采用二叉树表示地形网格 ,当增加和移去顶点时通过分裂和融合三角形二叉树结构来生成连续的 LOD 场景. 这两种算法在进行分辨率变换时要进行倍率分割和视点中心块分割两次运算 , 空间占用多 , 运算量较大 , 无法快速绘制 [ 8 ]. 九宫格算法则将这两次运算合并为一次运算 , 保持中间一格为高分辨率地形块和视点中心块 , 降低了运算量 , 减少了裂缝的消除次数 , 提高了绘制效率.1. 2 九宫格地形简化在进行地形绘制时 ,离视点远的区域与离视点近的区域采用不同的分辨率 ,如图 2 ( a )所示 ,虚线圆所在的区域内 (即九宫格的中间一格 )需要较高的分辨率. 依次向外不断降低 LOD 层次的分辨率即可满足要求.传统的四叉树地形分块如图 2 ( c ) 所示 ,由于视点中心位于 4 个分块的中间 , 因此视点中心块 (灰色区域 ) 与每个分块并不重合 , 每个分块的灰色区域需要较高的分辨率 ,必须再对 4个分块进行四叉树划分 , 这样在每一次地形简化时都要进行2次四叉树划分 ,增加了计算复杂度.九宫格地形分块如图 2 ( b )所示 ,由于视点中( a ) 九宫格视点区域的 LOD 划分( b ) 九宫格 LOD 地形分块图 2 LOD 的实时分层计算F i g . 2 R e a l 2ti m e de l am ina t ing ca l cu l a t i o n in LOD( c ) 四叉树 LOD 地形分块心块与九宫格的中间一格重合 , 所以不需要进行第 2 次分块 , 多分辨率的变换都集中在周围 8 格 ,使分割运算减少了 50 %以上 , 大大简化了计算量 ,提高了简化效率.第 3期印桂生等 :基于九宫格的累进 LOD 地形绘制算法413令 LOD 的分层数为 l, 第 0层的原始顶点数为n 0 , 则每一层只在九宫格的中间一格保持上一层的分辨率 , 其它 8 个格则按照倍率 3 进行简化 , 每一而且 D E M 在屏幕上的投影高度已经很小 ,此时仅[ 10 ]采用航空影像纹理数据表达已经足够 , 无需再使用 D E M 数据进行表达 , 这样可以进一步减少地形数据. 图 4和图 5 分别为不同 δ值的效果和速度比较. 从图上可以看出 , δ值越大 , 绘制速度越快 , 但细节效果越差.层保持上一层分辨率的区域为 1 / 9, 则第点数 :l 层的顶 1 1 8 17+ 9 × n l = 9 n l - 1 n l - 1 n l - 1 ,= ( 3 )981 简化后的顶点总数为 :l17 n sum =n 0. ( 4 )81 若 l = 3, 不简化时 , 实际需绘制网格点数为 n 0 = 8 259 160, 则实时绘制网格点数为n 3 = 76 353, 简化率为 0. 93 % , 而传统的四叉树简化率为 ( 7 / 16 ) 3 = 8. 37 % , 同时 , 九宫格算法减少了一次视点分割 , 总处理顶点数减少 14. 7 倍. 1. 3 九宫格视场简化虽然九宫格算法已经将地形简化了两个数量级 ,但算法仅对地形 LOD 进行简化 ,没有考虑视点的可视范围以及地形地物在视点形成的视角大小 , 存在大量不需要显示的冗余数据 ,应根据视觉规律进行简化 [ 9 ],方法如下 :( 1 ) 视场外数据的剔除如图 3所示 :从视点 c 观察地形时 , 所形成的视场为视锥体覆盖的地形 , 故在地形重建过程中 , 通过投影计算得到视锥体在 X Y 平面上的视场范围 , 判断视场范围内的地形分块 , 剔除视场范围外的地形分块 , 即可得到简化后的显示结果.( a ) 原始地貌( b ) δ为 1像素时的地貌( c ) δ为 2像素时的地貌图 4 不同 δ值的效果F i g . 4 Effec t s of d i ffe r en t δ图 3 场景中的物体在屏幕上的投影F i g . 3 S c r een p r o j ec t ion of ob j ec t s in the scene( 2 )视觉不敏感数据的隐藏由于物体距离视点的远近不同 , 因此在屏幕上的投影高度也不同 , 如图 3 所示 , AB 为视景场中的物体 , 长度为 h, 其在屏幕上的投影高度为 δ, 当 δ 值很小时 , AB 无需绘制 , 以减少远视点处 D E M( d i gita l e l eva ti o n mode l ) 的绘制. 当九宫格的分层足够大时 ,对 D E M 数据的可视表示已经严重失真 ,图 5 不同δ值的绘制速度 F i g . 5 R e nde r ing ra t e of d i ffe r en t δ2 层次间裂缝的消除2. 1 地形平滑在多分辨率 LOD 模型中 , 因不同层次间的采样间隔不同 , 两个层次的相接处会出现缝隙 [ 11 ]. 在九宫格算法中 , 裂缝产生在中间一格与周围八格的衔接处 , 通过直接构造三角面片可消除裂缝 , 但这种方法在漫游过程中会出现跳跃现象 [ 12 ]. 为了使地形过渡得更平缓 , 九宫格算法采用了几何平滑方法 , 如图 6 所示 , 设定一个平滑过渡区域 w , 对这个区域内的地形数据平滑近似. 如果这个过渡区域值 w 设定得太小 , 则无法很好地消除漫游时的跳跃现象 ; 如果设定得过大 , 则会损失过多的地形信息. 通过实验可以得出 , 一般平滑区域 w 设为分块边长点数的 1 / 10, 即可达到比较满意的效果. 如果 w 的值小于 2, 则 w 设为 2. 平滑区域图 6 过渡区计算F i g . 6 Ca l cu la t ion of tran s iti o n sec t ion式 ( 5 )中 : x 、y 表示结点的位置; z 表示结点的高程数据 ; z l 是与结点相邻的低一级分辨率层结点内点 ( x, y, z, z l )的地形高程值 z ′= ( 1 - α) z +αz l ,z ′可由式 ( 5 )计算 :( 5 ) 高程; α 是在区间 [ 0, 1 ] 之间的数 , m a x (αx ,αy ) , 其中的 αx 可由式 ( 6 )计算 :α =x m ax x m in- v ′ x - - - w - 1x2αx = m i n m a x, 0 , 1 , ( 6 )w式 ( 6 ) 中 , ( v ′x , v ′y )表示漫游过程视点中心位置; 形网格的高程均值计算得出 , 即 :h i , j + h i + 1, j + h i , j + 1+ h i + 1, j + 1 x m in 和 x m ax 为第 i 层的横坐标的最大值与最小值. 同h m id =. ( 7 )理 , 可以得到αy . 2. 2 裂缝的消除地形平滑虽然可以减小裂缝 , 却无法消除 T 形裂缝 [ 13 ]. 为了使重建地形连续光滑 , 需要对裂缝作进一步的处理. 算法采用保留中点三角剖分方式消除裂缝. 三角剖分方式可归结为直接进行对角剖分和保留中点剖分两种形式 , 保留中点的方式可以分割为 4种基本的表示方式. 为更好地近似 , 使重建后的地形更加连续平滑 , 本文采用保留中点的分割方式 , 如图 7 ( a )所示. 中点的地形高程值可由该地4剖分后的最终地形三角网格如图 7 ( b ) 所示 , 消除裂缝后的效果如图 8所示.通过实验证明 , 采用保留中点的分割方式消除裂缝能有效地解决地形平滑和图像跳跃的问题 , 即使在高差较大、地形复杂的地方也能较好地保持地形的地貌特征. 同时 , 根据视场简化规则 , 对于视场之外和视觉不敏感的裂缝 , 无须进行消除 , 既不影响绘制效果 , 又提高了绘制效率.( a ) 三角剖分( b ) 剖分结果图 7 裂缝的消除F i g . 7 R e moving c r anny第3期印桂生等:基于九宫格的累进LOD 地形绘制算法415( a) 裂缝消除前( b) 裂缝消除后图8 裂缝消除前后对比C omp a r ison befo r e and afte r r emoving c r annyF i g. 8均值.从表1 中可以看出:( 1 )分块太小或太大都不利于提高效率, 随机读取数据比连续读取需要更多的时间.(2)当读取次数减小到一定程度时,随机读取与连续读取所需总时间已经比较接近, 在读取次数很大时,随机读取与连续读取所需总时间相差比较明显, 这表明随机寻址次数增加会增加读取开销. 3 性能及误差分析3. 1 磁盘性能分析九宫格分层结构中,数据块的大小会影响系统的性能,数据块太大,可能导致读取过多的冗余数据; 数据块太小, 易增加磁盘寻址和读操作次数.表1为分块大小对磁盘读取性能以及内存数据调度的影响. 试验数据总量为500 MB ,分块的大小依次为4n K B ( n = 0, 1,, 6 ), 重复实验20 次, 取平表1 分块大小对磁盘读性能的影响Tab. 1 Influence on d i sk read i n g p e r fo r m a nce of b l o ck size分块大小/ K B操作1 4 16 64 256 1 024 4 096读取次数随机读取/m s连续读取/m s479 5381 084975119 89273269629 9776566427 5036346271 873657650465691685116684685 根据实验结果可知,比较合理的分块大小应是64 KB. 但是当分块大小在4 K B 以上时,磁盘的读取速度变化不大,考虑到重建过程中分块的数据量以及内存中数据调度的效率等问题,实际应用中应采用大小为4 KB 或其整数倍的数据分块.3. 2 相似性误差分析大规模地形简化的目的是得到一个比较简单但与原模型相近的逼近模型[14 ] , 因此在简化过程中需要对网格简化过程进行误差度量,以达到所需的外观特征.在三维曲面M 及其逼近曲面M ′上,由于是三维曲面,无法沿某一个方向来计算其近似程度[ 15 ] ,为准确计算误差信息, 需考虑M 和M ′之间的双向距离:E H (M , M ′) =m a x (m a x d ( v, M ′) , m a x (v′, M ) ) ,(10 )v∈M v′∈M ′其中: m a x d ( v, M′)为M 到M ′的有向H a u s do r ff距v∈M离; m a x ( v′, M )为M ′到M 的有向H a u s do r ff距离.v′∈M ′EH(M , M ′)表示两个模型之间的最大偏差, 若) εεE M , M ′< ,即: M ′和M 的最大误差不超过,H(通过ε可以控制M ′和M 之间的最大误差. M ′和M之间的平均偏差使用式( 11 )计算:1+1w ′∫v∈M2 (d2 ( v, M ′) ,)v′∈M ′以选出距离最近的点对.空间中任一点v′到三维模型M 的距离为:( 11 )其中: w 和w ′分别为M 和M ′的表面积. 式(11 )是基于L2范数的误差度量函数.表2是不同层次LOD 模型所得到的平均偏差和顶点减少率. 根据实验结果和视觉效果,当LODd ( v′, M) = m i n v′- v ,(8)v∈M其中: v∈M. 若v′∈M ′, 则M 到M ′之间的误差为:E (M , M′) = m a x d ( v, M ′) .v∈M( 9 )层次为 5时 , 可以达到比较理想的效果和速度.表 3 给出了九宫格算法与其它算法在重建过程中所需内存空间的比较.表 3 不同算法的内存使用量表 2 不同层次分辨率的几何偏差T ab . 2 G eom e t ric devia t ion be t ween d i ffe r en t re s o l u t i o n s Tab . 3 M e mo r y d o s ag e fo r d i ffe r en t a l g o r ithm s 2层数E a vg /m顶点数减少百分比 / %实时占用内存 /MB12 30. 035 90. 108 0 0. 164 979. 0 95. 6 99. 1LOD 算法数据块大小数据点数量 /M PM 算法 ROAM 算法本文算法 4 K B ×2 K B 4 K B ×4 K B16 K B ×16 K B816 25650. 0 312. 0 3. 64 0. 207 1 99. 84 实验及结果分析实验使用某地区 400 块 900 ×900 的 D E M 数据 ,采样间隔为每秒一个数据点 , 原始数据为1. 2 G B ,原始地形包含 18 000 ×18 000 个数据点 ,经九宫格分块后实际包含 16 384 ×16 384 个数据点 ,九宫格结构中每个小分块大小为 32 ×32. 实验平台为 P4 3. 0 G 、内存 1 G B 、NV I D I A GeFo r ce 7200 显示卡.实验中 , 未简化时的地形显示帧速率约为1. 5帧 / s,经可视化裁减后帧速率为2. 8 帧 / s, 经九宫格算法生成的多分辨率 L OD 地形 ,漫游时平均帧速率可达到 65帧 / s .图 9显示了在九宫格分层数为 5时 ,漫游过程中的地形实时简化结果. 图 9 ( a )为原始数据重建的地形 ,图 9 ( b )为漫游过程中实时显示的一帧. 简化后的地形与原始地形没有明显的视觉误差 ,在地形漫游过程中也没有出现明显的跳跃.九宫格算法的数据是在重建过程中实时加载[ 16 217 ]的 ,与以前的算法相比 ,总内存占用量有了显著的减少 ,同时 ,由于算法本身考虑了磁盘调度问题 ,优化了算法中的磁盘操作性能 ,提高了算法的速度.5 结论本文提出的基于九宫格的多层次 LOD 划分方法 ,把一个绘制周期内的地形分割与视点中心块分割两次计算简化为一次计算 ,与已有可视化方法相比 ,主要有以下优点 :( 1 ) 实时可视化过程中的计算量少 ,可视化过程几乎不受计算过程的影响 ;( 2 ) 在可视化过程中占用很少额外内存 ,为实现大数据集的无边界漫游提供了基础 ;( 3 ) 基于网格表达的 D E M 模型数据管理简单 ,九宫格简化过程运算效率高.实验结果也证明了九宫格算法是大规模地形快速绘制的有效手段 , D E M 网格数据量巨大是困扰大规模地形绘制的一道难题 ,本算法解决了数据调度问题 ,但没有解决数据存储问题. 今后 ,将进一步研究地形数据压缩存储和调度方法时间 ,把地形压缩存储和调度应用到大规模的地形快速绘制中.参考文献 :( a ) 原始地形[ 1 ] L I Xuanyin g .Ahyb r ida l g o r ithmfo rte r ra i nsi m p lifica t ion [ D ]. 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一种大规模地形的高效绘制算法

1引言地形信息的可视化在仿真和虚拟地理环境中占有十分重要的地位。

随着遥感技术、卫星技术的发展，使得获取高分辨率的数字高程数据以及影像纹理数据成为可能，对地形的实时绘制也提出了更高的要求。

长期以来，对于地形地貌可视化的研究一直围绕着地形模型的绘制速度和真实感这两个方面展开。

大规模地形的快速绘制的途径主要有：地形分块、可见性判断、细节层次（Level of Detail，LOD）模型等。

由于LOD算法需要动态生成简化模型，实时性要求很高。

如何有效地管理大量的地形数据、高效地生成连续变化的LOD地形模型是实现地形连续LOD算法的关键[6]。

根据当今硬件发展水平的现状，该文提出了一种基于规则网格的、视点相关（View-Dependent）的连续LOD地形模型的生成和实时绘制算法。

在此算法中，采用地形小块（Block）来组织数据，建立了视参数（视点位置、视线方向等）相关的误差评价函数，实现了视点相关的连续LOD地形模型的实时生成与绘制。

算法的设计思想已经从尽可能减少需要绘制的三角形的传统思路，转向只要所需绘制的三角形数目图形硬件能正常处理不会引起超载即可的思路上来。

笔者提出了一种大规模地形的高效实时绘制算法。

文章按如下结构组织，第二节介绍了代表算法，第三节介绍了Geo-metrical Mipmapping算法，第四节详细介绍了笔者提出的算法，第五节记录了实验结果，第六节是结论以及进一步的讨论。

2相关工作LOD技术首次由Clark于1976年提出，该技术在不影响画面视觉效果的条件下，通过逐次简化景物的表面细节来减少场景的几何复杂性，从而提高绘制算法的效率。

1996年以来地形LOD实时连续绘制算法取得了非常有意义的成果。

1996年，P.Lindstrom[1]真正实现了基于视点的连续层次细节，他们用一种大规模地形的高效绘制算法杨晓霞1齐华21（西南交通大学计算机与通信工程学院，成都610031）2（武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室，武汉430079）E-mail：******************摘要大规模地形的实时可视化是仿真和虚拟地理环境系统的重要问题。

分块LOD大规模地形实时渲染算法

分块LOD大规模地形实时渲染算法一、引言- 针对现有地形渲染算法的不足- LOB技术及其在地形渲染中的应用- 本文提出的分块LOD大规模地形实时渲染算法的研究意义和价值二、算法原理- 分块LOD的基本思想及其优势- 采用多层次细节纹理的地形渲染方式- 采用纹理合成技术实现细节纹理的渲染- 算法的优势和不足三、算法设计与实现- 地形数据的采集、存储及预处理- 地形的分块划分方法- 执行多层次细节纹理渲染的shader实现- 纹理合成技术的优化算法- 算法实现的难点和解决方案四、实验分析及结果- 选取的实验场景和实验数据- 与现有地形渲染算法的性能对比分析- 算法性能的分析与优化- 实验结果的呈现和解释五、总结和展望- 分块LOD大规模地形实时渲染算法的贡献和不足- 存在的问题和待解决的难题- 未来研究工作的展望地形渲染是计算机图形学领域的一个研究热点，它可以为虚拟现实、游戏、航空航天等领域的视觉效果增强和性能优化提供技术支持。

然而，由于地形表面具有复杂的地貌形态和庞大的数据量，如何实现高效、快速、逼真地渲染地形表面一直是一个挑战。

而传统的LOD（Level of Detail）技术是一种分辨率分层级的地形渲染方法。

在渲染过程中，通过根据观察距离自适应地选择地形的分辨率，从而实现不同距离上的地形表达的逼真性和渲染效易的提升。

但是，LOD技术虽然可以优化地形渲染效率，但其效果仍有不足，应用在大规模地形场景中仍存在问题。

例如，当地形精细度和长度尺度差距过大时，LOD技术难以保证渲染性能和视觉效果的均衡；同时，LOD技术也难以保证地形表面的细节纹理的合理渲染和呈现。

为了解决这些问题，研究者们则提出了分块LOD地形渲染技术。

它将地形分为许多小块，每一块的分辨率都是相同的。

然后，通过将每个小块分别进行细节渲染，从而实现大规模地形的高质量渲染。

而且，在该算法中还采用了纹理合成等技术，对细节渲染进行了优化。

本文旨在介绍分块LOD大规模地形实时渲染算法，以其为主要研究内容，针对现有地形渲染算法的不足，引入LOB技术及其在地形渲染中的应用，着重阐述本文提出的分块LOD大规模地形实时渲染算法的研究意义和价值。

基于四叉树LOD技术绘制大地形的改进算法

基于四叉树LOD技术绘制大地形的改进算法
别玉玉
【期刊名称】《科技信息》
【年(卷),期】2010(000)019
【摘要】分析基于四叉树的多分辨率网格简化技术LOD(Level Of Detail)的优缺点,在Lindstrom的基于定点化简准则的基础上,提出基于四叉树的LOD模型改进方法,即用最小二乘法估计地形精细度,用时间连续性方法处理视觉突起,用空间连续性方法处理T型裂缝.实验表明,改进的算法在一定程度上提高了地形漫游的运行效率并实现视点移动时地形绘制的平滑过渡.
【总页数】3页(P69-71)
【作者】别玉玉
【作者单位】中国矿业大学计算机科学与技术学院信息安全系,江苏,徐州,221116【正文语种】中文
【相关文献】
1.一种基于四叉树的动态多分辨率LOD大规模三维地形绘制研究 [J], 娄高鸣;李小奇;侯健;郝进亮
2.基于改进的约束四叉树LOD全球地形实时绘制 [J], 宋力兵;龚华军;王新华
3.基于四叉树分割的连续LOD漫游地形绘制 [J], 吴颖;张新家;茹芬
4.动态LOD四叉树虚拟地形绘制 [J], 黄霆;赵红武
5.一种基于四叉树的地形LOD改进算法 [J], 黄润琴
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大规模室外地形的实时渲染

LOD算法
（2）几何元素（顶点/边/面）删除法几何元素删除法通过删除满足距离或者角度标准的顶点来减小三角网格的复杂度。删除顶点留下的空洞要重新三角化填补。该算法速度快，但不能保证近似误差。它估算局部误差，未考虑新面片同原始网格的联系和误差积累。（3）重新划分算法重新划分算法先将一定数量的点分布到原有网格上 ,然后新点与老顶点生成一个中间网格 ,最后删除中间网格中的老顶点 ,并对产生的多边形区域进行局部三角化 ,形成以新点为顶点的三角形网格。其中分布新点采用排斥力算法 ,即先随机分布新点 ,然后计算新点之间的排斥力 ,根据排斥力在网格上移动这些新点 ,使它们重新分布。排斥力的大小与新点之间的距离、新点所在三角形的曲率和面积有关。这种方法对那些较光滑的模型是很有效的 ,但对于那些不光滑的模型 ,效果较差; 由于根据排斥力重新分布新点 ,涉及到平面旋转或投影 ,计算量和误差都较大。
四叉树结构
四叉树是指每个结点有四个孩子结点，如下图所示。
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四叉树结构
显然每一个结点都有四个指向孩子的结点，同样如果为了能够很好的寻找其双亲结点，还可以为每个结点增加一个指向其双亲结点的指针。除上面的指针之外，还应包含其他一些属性，比如该结点处于那一层，该结点是否是叶子结点，该结点在遍历是是否访问过，该结点是否可见等信息。当用于描述3D空间中的某个顶点时，还应包含该结点的顶点坐标等信息。在地形生成过程中，需要用四叉树来表示地形网格的划分情况。
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基于VSD与LOD算法的大规模三维地形实时显示方法研究的开题报告

基于VSD与LOD算法的大规模三维地形实时显示
方法研究的开题报告
一、选题背景：
随着三维地形数据获取技术的不断提高，大规模三维地形数据的处理和显示成为了一个热门的研究方向。

目前大规模三维地形数据的显示主要采用VSD（Visibility Sorted Display）算法，该算法具有高效、实时显示等优点，但是该算法存在着大量多边形剔除的问题，导致显示效率较低、显示效果不佳的问题。

而LOD（Level of Detail）算法可以有效地解决多边形剔除的问题，但是该算法在处理大规模地形数据时存在一定的困难。

因此，如何结合这两种算法来实现大规模三维地形实时显示，是一个值得研究的问题。

二、研究目的：
本研究旨在探究一种基于VSD与LOD算法结合的大规模三维地形实时显示方法，通过将两种算法相互结合，有效地解决多边形剔除问题，并提高大规模三维地形数据的显示效率和显示效果。

三、研究内容：
1. 系统研究VSD与LOD算法的原理与实现方法；
2. 分析VSD算法存在的问题及其解决方法；
3. 分析LOD算法在大规模地形数据处理中的困难；
4. 探究如何将VSD与LOD算法相互结合，实现大规模三维地形的实时显示；
5. 设计实验，对比不同算法在显示效率和显示效果上的差异。

四、研究意义：
本研究将为大规模三维地形数据的实时显示提供一种新的思路和方法，也将为相关领域的研究和应用提供重要的参考。

同时，本研究还将有助于提高我国在大规模三维地形数据处理与显示方面的技术水平。

一种基于LOD的大规模地形生成算法

一种基于LOD的大规模地形生成算法
彭庸;张建奇
【期刊名称】《电子科技》
【年(卷),期】2009(22)4
【摘要】文中在前人的基础上,改进了基于四叉树的LOD模型,通过该模型管理和组织地形数据,建立节点判断准则来决定当前视区的细节程度,最终通过程序编译证明该算法能生成连续的多分辨率地形模型,提高了地形漫游的运行效率和实现不同分辨率地形模型之间的平滑过度.
【总页数】4页(P50-53)
【作者】彭庸;张建奇
【作者单位】西安电子科技大学,技术物理学院,陕西,西安,710071;西安电子科技大学,技术物理学院,陕西,西安,710071
【正文语种】中文
【中图分类】TP301.6
【相关文献】
1.一种基于视点的大规模地形生成算法 [J], 许承东;李强;赵向领
2.大规模地形的LOD生成算法研究 [J], 万定生;龚汇丰
3.一种基于GPU的大规模地形实时生成算法 [J], 袁建锋;崔铁军;姚慧敏
4.一种多控制因子LOD大规模地形绘制算法 [J], 汤延辰;郭星;张功营;丁全;姚振
5.基于视点的分块LOD大规模地形生成算法研究 [J], 原庆红;韩燮
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