基于WebGL的空间数据体绘制的算法实现与优化

发布时间：2023-02-13 18:14

　　在所有的针对空间数据的三维渲染方法中,体绘制由于具备绘制精度高、可动态展现数据的内部结构等优势而成为了最重要的三维渲染方法之一。由于体绘制对硬件性能的要求较高,所以主要应用在客户端程序内。然而,随着计算机硬件性能的不断进步和网页浏览器功能的不断拓展,目前已经有了比较成熟的技术基础来将一些以体绘制为代表的高级三维渲染技术在浏览器应用中实现。整体而言基于Web GL的体绘制算法整体实现流程是与在Open GL平台实现是有很多的区别和不同的,并且针对网页浏览器的性能和显示效果优化也是值得探讨的。本文面向三维雷达回波数据显示的需求,着力于解决如何使体绘制流畅运行在浏览器平台还有如何将三维雷达回波数据在地球载体上有效、精准的展示的问题。本文的研究是基于Web GL的空间数据的体绘制的算法实现与优化,并深入的研究了针对体绘制显示效果的优化方法和地球可视化平台的底层设计。具体的研究内容和创新点有:1)研究和实现了基于Web GL的实时光线投射体绘制算法。对使用Web GL实现光线投射算法给出了具体的实现方案。探讨了针对Web GL版本特性的体绘制算法流程中需要注意的关键点。在之后通过实验,证明了在W...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
        1.1.1 课题研究背景
        1.1.2 课题研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 Web3D和图形引擎发展概述
        1.2.2 体绘制算法发展概述
    1.3 研究目标和主要研究范围
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 主要工作内容
    1.4 论文内容及组织安排
第二章 概述
    2.1 WebGL渲染技术概述
        2.1.1 WebGL的发展过程和底层机制
        2.1.2 WebGL的渲染管线
        2.1.3 WebGL目前状况和未来发展
        2.1.4 Web平台的优势及Three.js引擎
    2.2 体绘制研究基础
        2.2.1 体数据介绍
        2.2.2 体绘制算法和比较
        2.2.3 光线投射算法
        2.2.4 体绘制光线积分模型和传递函数
    2.3 本章小结
第三章 基于WebGL的空间数据体绘制算法
    3.1 应用WebGL进行空间数据体绘制的特征和问题
    3.2 基于WebGL的空间数据体绘制算法
        3.2.1 数据预处理
        3.2.2 体纹理载入
        3.2.3 光线生成方案
        3.2.4 重采样方案
        3.2.5 总体算法流程
    3.3 实验及结果讨论
    3.4 本章小结
第四章 针对雷达回波数据的算法优化方案对比与分析
    4.1 引言
    4.2 基于分块形变的算法
        4.2.1 算法实现介绍
        4.2.2 算法流程框架
        4.2.3 实验及结果讨论
    4.3 基于球形载体并应用八叉树加速的体绘制算法
        4.3.1 算法实现介绍
        4.3.2 球形载体算法流程框架
        4.3.3 八叉树加速算法流程框架
        4.3.4 实验及结果讨论
    4.4 本章小结
第五章 基于WebGL的地球可视化平台设计
    5.1 引言
    5.2 开发环境
    5.3 平台设计
    5.4 地球初始化加载流程
    5.5 功能细分设计
        5.5.1 功能对象化分离
        5.5.2 视角控制交互
        5.5.3 地理信息加载
        5.5.4 坐标转换和经纬线
        5.5.5 绘制模块
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
    主要研究成果
    后续工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件



本文编号：3742065