基于LOD的地形算法的研究.pdf

1、地形渲染是一個(gè)室外場景渲染引擎的核心部分，是圖形學(xué)領(lǐng)域里的熱點(diǎn)問題之一。它在視頻游戲、地理信息系統(tǒng)(GIS)、飛行模擬器以及虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)系統(tǒng)中都有著重要的應(yīng)用。當(dāng)我們要生成具有相當(dāng)真實(shí)感的場景時(shí)，由于場景本身的復(fù)雜性，要滿足交互操作的實(shí)時(shí)性要求往往是不太可能的。如何簡化地形，拋棄不必要的渲染動(dòng)作(如渲染看不見的三角形和不必要的細(xì)節(jié))來加快渲染速度成為實(shí)現(xiàn)一個(gè)大規(guī)模的地形渲染系統(tǒng)的關(guān)鍵。動(dòng)態(tài)LOD(Level of Detail)技術(shù)

2、無疑是一個(gè)強(qiáng)有力的解決方案。 層次細(xì)節(jié)(LOD)技術(shù)是一種符合人的視覺特性的技術(shù)。它是在不影響畫面視覺效果的前提條件下，通過逐次簡化景物的表面細(xì)節(jié)來減少場景的幾何復(fù)雜性，從而提高繪制算法的效率。在實(shí)時(shí)交互時(shí)，根據(jù)觀察者當(dāng)前時(shí)刻所處的位置及視線方向，在近距離區(qū)域采用高精度模型地形塊，而在遠(yuǎn)處采用低精度地形塊，以達(dá)到在保證圖形實(shí)時(shí)顯示的前提下，較好地協(xié)調(diào)場景真實(shí)感與繪制速度之間的矛盾，最大程度的提高視覺效果。 本文主要對(duì)基于

3、LOD的實(shí)時(shí)地形渲染算法進(jìn)行了探討。在第3章剖析了基于四叉樹地形算法的基本思想，闡述了四叉樹的構(gòu)造及渲染時(shí)的幾個(gè)關(guān)鍵問題，并用自適應(yīng)四叉樹來生成連續(xù)LOD規(guī)則網(wǎng)格；第4章介紹了基于二叉樹的地形算法，主要研究了當(dāng)前最流行的ROAM算法，最后實(shí)現(xiàn)該算法并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析；第5章對(duì)遞進(jìn)網(wǎng)格(PM，Progressive Mesh)算法進(jìn)行了詳細(xì)研究。首先介紹了算法的基本思想，然后實(shí)現(xiàn)了靜態(tài)遞進(jìn)網(wǎng)格的構(gòu)造，同時(shí)對(duì)算法進(jìn)行了改進(jìn)，在邊的折疊代價(jià)的計(jì)