导读:本文包含了地形渲染算法论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:地形渲染,GPU曲面细分,多细节层次,高度图
地形渲染算法论文文献综述
张利维[1]（2019）在《基于动态缝合带的多层次地形渲染算法研究》一文中研究指出地形模型是虚拟地理环境的重要组成部分,在数字地球、飞行模拟、电脑游戏等领域有着广泛的应用。地形模型可视化效果的好坏对虚拟地理场景的真实感有着很大的影响。如何保持地形模型视觉效果与渲染效率之间的平衡是众多地形可视化算法需要解决的问题。在早期的地形渲染算法中,地形模型的构建以及更新过程完全在CPU完成,这些算法的关注点主要在于如何减少传输到GPU中的数据量,这无疑给CPU带来了极大的计算负担。随着现代图形硬件性能的提升以及可编程渲染管线的发展,GPU的新特性为地形可视化算法注入了新的活力。和早期的地形渲染算法相比,现代GPU强大的性能使得我们可以实时地在GPU中生成并处理成千上万的叁角形。在渲染大规模地形场景时,使用Level of Detail(LOD)策略来生成多层次地形模型是一种常用的做法。但由于LOD级别之间的不连续性,在浏览过程中随着视点位置以及方位的改变,地形模型在不同级别之间的切换将导致明显的视觉跳变现象,严重影响场景的真实感。针对叁维地形浏览过程中出现的视觉跳变问题,本研究提出了一种基于GPU曲面细分的地形渲染框架。设计了一种基于动态缝合带的多层次地形表示模型。随着视点位置和视角方位的改变,整个地形基于四叉树被划分成了不同层级的主要地形块,主要地形块基于GPU曲面细分被细分为不同分辨率的网格。在多线程的策略下,动态缝合带在实时浏览过程中生成,用以填补相邻主要地形块间的缝隙。论文的主要研究内容及结论如下:(1)研究基于动态缝合带的多层次地形模型。为了构建多层次地形模型,选用四叉树组织地形,四叉树的每个节点对应着构成地形主体部分的地形块。在利用四叉树完成对地形的划分后,主要地形块被裂缝分割,为了填补这些缝隙并最终使得多层次地形模型能够在不同LOD级别之间连续变化,本研究引入了动态缝合带结构,该结构在运行过程中动态生成,无需复杂的预处理操作。(2)研究基于视点的多层次地形模型实时更新策略。本研究采用不同LOD级别的粗略模型和原始模型之间在高度方向上的高度差,作为地形模型的物体空间误差。根据视锥体比例关系并综合考虑视点位置和视角方向对物体空间误差的影响,在浏览过程中将物体空间误差转化为屏幕空间误差。多层次地形模型的更新包含两个阶段:四叉树层次结构更新与主要地形块细分级别计算。通过比较设定的屏幕空间误差阈值与当前视点条件下主要地形块的屏幕空间误差,判断主要地形块是否需要分裂并重新计算其内部细分级别。此外,为了进一步提高程序运行效率,设计了一种多级视锥体裁剪方案,能够有效减少实时更新阶段的负担。(3)研究动态缝合带实时构建算法。在地形模型多层次更新过程中,寻找与所要构建的动态缝合带邻接的主要地形块;采用与主要地形块一致的细分方式,对动态缝合带的边进行细分,保证公共边界上顶点的一致性;考虑动态缝合带顶点分布的规则性对其叁角化,形成完整无缝的叁角网格。实验表明,本文提出的地形渲染方法能够以较高的效率渲染大规模的地形场景,在浏览过程中,地形模型能够在不同级别之间连续过渡。和其它方法相比,本文的方法能够显着减少浏览过程中的视觉突变瑕疵,提升了地形的真实感,并能满足实时交互浏览的需求。(本文来源于《南京大学》期刊2019-05-21）
郭向坤,林浒,刘继申,王鸿亮[2]（2018）在《一种CPU-GPU协同计算的叁维地形实时渲染算法》一文中研究指出提出一种基于Open CL的CPU-GPU协同计算的大规模地形实时渲染算法,该算法侧重于把批LOD模型的构建从CPU移植到GPU.CPU主要负责把外存中的数据块实时调度到内存中,并把相应的地形块载入GPU中的显存.GPU负责利用Open CL平台并行构建LOD模型.为了避免相邻LOD模型出现裂缝,利用地形块的裂缝检测和删除顶点的方法消除裂缝;为了解决两个LOD层次的转换过程中出现地表突跳现象,采用morphing方法实现地形的平滑过渡.实验结果表明,该算法将大量的几何计算移植到GPU上并行计算,降低了CPU的计算负载,提高了LOD模型的构建效率,加快了场景的渲染速度.(本文来源于《小型微型计算机系统》期刊2018年04期）
高艺,裘杭萍,罗健欣,吴波[3]（2018）在《基于q-贝塞尔近似曲面的地形渲染算法》一文中研究指出提出了一种基于q-贝塞尔近似曲面的地形渲染算法.该算法利用整个地形的数字高程模型计算最佳匹配平面,沿着匹配平面的法线方向计算近似轮廓的上界和下界.当近似轮廓可以很好地近似原始几何时即用近似轮廓来代替格网进行地形渲染.为解决渲染离散近似轮廓时带来的裂缝问题,算法又进一步提出了使用q-伯恩斯坦多项式将离散近似轮廓拼接成G1-连续曲面的方法.实验结果表明,该算法能获得较高质量的渲染效果.(本文来源于《指挥与控制学报》期刊2018年01期）
黄建峰,宋金根,丁小蔚,龚坚刚,孙福昌[4]（2018）在《基于静态LOD的输电线路虚拟地形渲染优化算法》一文中研究指出针对输电线路叁维可视化系统中大规模地形场景的渲染问题,提出一种基于静态LOD的虚拟地形绘制优化算法.建立输电线路廊道内地形高程数据的分块模型,将视角移动速度纳入细节层级的评价因子中,结合视点距离、地形复杂度等因素改进评价函数.通过阈值判断网格内数据点高程值的方差,选择不同的线性插值函数完成地形曲面的模拟效果.实验结果表明所提算法有效减少了运动状态下地形叁角面的绘制数,具有更加流畅的虚拟场景帧数和良好的地形仿真效果.(本文来源于《计算机系统应用》期刊2018年01期）
王晓亮[5]（2016）在《复杂地形多层次动态渲染关键算法研究》一文中研究指出虚拟现实技术是目前国际上很流行的前沿学科和研究方向,被广泛应用到许多相关领域。例如游戏,医疗,军事等方方面面。虚拟现实技术主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。本文针对虚拟现实中的模拟环境进行研究。模拟环境主要研究的是由计算机渲染的高还原度的叁维立体图像,特别是大规模的复杂地形渲染。这里就会涉及到一个渲染的效率问题。目前LOD(Level Of Detail)模型是大规模地形叁维绘制中经常被采用的一种加快图形渲染效率的技术。其主要思想是通过对地形数据进行层次化的划分,在保持整体地貌特征不失真的前提下,加快绘制速度。尤其是对复杂场景的模拟绘制更加有效。但是由于在绘制中不同精细度的绘制区域之间会产生不同时包含于两个区块的点而引起裂缝,从而影响绘制效果。本文完成的工作:首先,研究现有的大规模复杂地形绘制方法,包括地形的层次划分、可见性的判断与剔除、误差度量的计算等内容,并探讨现有技术的优缺点。其次,在LOD算法的数据存储方式,裂缝修补等方面进行研究,并提出改进方法:1)在数据存储方式上,根据LOD算法的几种模型,针对四叉树和二叉树模型等主流构建技术,研究构建树形结构的实现方法。通过对传统基于四叉树的LOD地形生成算法的研究,提出了改进的四叉树构建方式。改进的方法优化了节点的存储结构,简化了每个节点的存储信息。2)在裂缝的产生与修补方面,研究其产生原因以及现有的一些消除裂缝的方法。结合优化后的节点存储结构,提出通过向上寻址父节点的方式寻找邻接节点来高效地消去裂缝。3)在层次划分的判断上,提出了构建四点包围球的方式来确定一个地形块的范围,并提出了基于法向量和视角的LOD优化算法。该算法通过阈值控制显示的层级,并通过地形块数据结构的四个点构建包围球,结合视窗的裁剪选择绘制位于可视区域的地形块,从而提高渲染效率。最后,本文以复杂的地形绘制为例,对原网格数据进行四叉树的分层处理,通过误差评价因子,实现LOD地形分层渲染。并利用C#与SharpGL来实现算法,通过对高程图的叁维分层渲染来验证本算法在地形绘制上的优势。(本文来源于《河北工业大学》期刊2016-12-01）
杨立群[6]（2015）在《ROAM实时地形渲染算法研究》一文中研究指出目前,计算机图形学技术长足发展,国内外对地形渲染技术已经有大量的研究,产生了大量地形生成和渲染算法,目前所主流的有ROAM,四叉树等面向CPU算法,也有Mip Map等面向GPU算法。各种算法各有优缺点。本文通过对相关算法技术文献的学习,着重介绍ROAM地形渲染算法。(本文来源于《数字技术与应用》期刊2015年11期）
万明,梁霞,张凤鸣[7]（2015）在《一种四叉树地形渲染裂缝的改进消除算法》一文中研究指出在大地形叁维多分辨率显示中,针对裂缝消除问题提出了一种基于LOD(Level of Detail)控制和裂缝可视性的改进算法。证明在四叉树网格可视距离/尺寸比>3时,必然满足限制四叉树约束;基于裂缝的可见性,在预处理阶段通过区分地形上升裂缝和地形下降裂缝,为后者添加与裂缝大小一致的几何图形来生成裂缝消除补丁;在实时渲染过程中,既不需要通过CPU计算来控制网格的层次差,也不需要通过CPU来识别相邻网格层次差和消除裂缝。实验测试表明:该算法简单有效,附加网格数据比裙边算法减少约75%,且完全能够避免地形裂缝的显示。(本文来源于《系统仿真学报》期刊2015年07期）
王文博,殷宏,解文彬,王家腾[8]（2015）在《基于硬件细分的层次细节地形渲染算法》一文中研究指出针对顶点着色器细分地形网格需要额外生成模板、计算细分层次复杂的不足,提出了一种利用细分着色器进行地形网格细分的层次细节(LOD)地形渲染算法。利用分块四叉树组织建立地形粗糙网格的分层结构,以LOD判别函数对活动地形块进行筛选;提出了在细分控制着色器中基于视点叁维连续距离的细分因子计算方法,并针对外部细分因子进行处理消除了裂缝;实现在细分计算着色器上的置换贴图,对精细网格的高度分量进行位移。而且将四叉树结构存储至顶点缓冲区,减少中央处理器(CPU)与图形处理器(GPU)的资源交换;引入细分队列加速细分过程。实验证明,该算法具有平滑的细节层次过渡和良好的细分效果,能够有效提高GPU利用率和地形渲染效率。(本文来源于《计算机应用》期刊2015年06期）
郭雪峰,孙红胜,岳春生[9]（2015）在《一种基于视点的大规模叁维地形实时渲染算法》一文中研究指出针对大规模叁维地形的实时渲染问题,提出一种基于顶点法向量的模型简化算法。渲染过程中利用视图体的投影方式快速裁剪数据块,丢弃与视图体相离的数据块,将部分可见和完全可见的数据块全部加载到内存,根据视点到节点的距离和地形的粗糙程度构造了节点分辨率评价函数,最后采用加点的方法消除裂缝。仿真结果表明,该算法能有效减少渲染地形所需的叁角形数目和时间,且对地形的逼真度影响较小。(本文来源于《太赫兹科学与电子信息学报》期刊2015年01期）
李爱菊,陈景霞,李鑫[10]（2015）在《基于GPU的地形渲染算法研究》一文中研究指出在地球物理计算中,进行大地形运算对高性能计算的需求不断提升。文章分析了坡度这个主要地形因子的计算方式,提出了一种新的地块分块方法,同时利用NVIDIA公司提供数据存入命令,提前将数据提前存入GPU,减少数据传输次数,提高了运算速度。(本文来源于《信息通信》期刊2015年01期）
地形渲染算法论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
提出一种基于Open CL的CPU-GPU协同计算的大规模地形实时渲染算法,该算法侧重于把批LOD模型的构建从CPU移植到GPU.CPU主要负责把外存中的数据块实时调度到内存中,并把相应的地形块载入GPU中的显存.GPU负责利用Open CL平台并行构建LOD模型.为了避免相邻LOD模型出现裂缝,利用地形块的裂缝检测和删除顶点的方法消除裂缝;为了解决两个LOD层次的转换过程中出现地表突跳现象,采用morphing方法实现地形的平滑过渡.实验结果表明,该算法将大量的几何计算移植到GPU上并行计算,降低了CPU的计算负载,提高了LOD模型的构建效率,加快了场景的渲染速度.
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
地形渲染算法论文参考文献
[1].张利维.基于动态缝合带的多层次地形渲染算法研究[D].南京大学.2019
[2].郭向坤,林浒,刘继申,王鸿亮.一种CPU-GPU协同计算的叁维地形实时渲染算法[J].小型微型计算机系统.2018
[3].高艺,裘杭萍,罗健欣,吴波.基于q-贝塞尔近似曲面的地形渲染算法[J].指挥与控制学报.2018
[4].黄建峰,宋金根,丁小蔚,龚坚刚,孙福昌.基于静态LOD的输电线路虚拟地形渲染优化算法[J].计算机系统应用.2018
[5].王晓亮.复杂地形多层次动态渲染关键算法研究[D].河北工业大学.2016
[6].杨立群.ROAM实时地形渲染算法研究[J].数字技术与应用.2015
[7].万明,梁霞,张凤鸣.一种四叉树地形渲染裂缝的改进消除算法[J].系统仿真学报.2015
[8].王文博,殷宏,解文彬,王家腾.基于硬件细分的层次细节地形渲染算法[J].计算机应用.2015
[9].郭雪峰,孙红胜,岳春生.一种基于视点的大规模叁维地形实时渲染算法[J].太赫兹科学与电子信息学报.2015
[10].李爱菊,陈景霞,李鑫.基于GPU的地形渲染算法研究[J].信息通信.2015