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基于OpenMP的三维城市模型并行绘制研究

发布时间:2018-01-15 21:34

  本文关键词:基于OpenMP的三维城市模型并行绘制研究 出处:《湖南科技大学》2013年硕士论文 论文类型:学位论文


  更多相关文章: 3D城市模型 并行绘制 细节层次 模型简化 三维渲染 多核计算


【摘要】:随着地理信息产业的快速发展和政府对三维GIS技术战略意义的高度重视以及伴随着计算机高新技术的出现,使得三维GIS技术有了新的发展机遇和挑战。在三维城市的可视化中,海量的三维城市数据绘制计算量大、耗时长,难于保证稳定而又流畅的用户交互体验。高效、高性能三维GIS绘制技术一直是国内外学术研究的热点。 基于以上背景,对三维城市模型数据的组织方法和多细节层次模型的深入分析,在多核计算和并行程序设计的基础上,利用三维场景数据的可并行性和OpenMP并行开发技术设计了多核三维场景并行绘制模型,场景数据的划分和调度策略。充分利用计算机的多核计算资源,通过派生出多个同步线程对三维场景非相关数据进行并行绘制并采用OSG渲染引擎加以可视化,场景并行绘制实例验证多核并行绘制所带来的计算加速比。本文的主要工作及研究成果是: 1)基于规则建模思想对同类型的地物进行批量式建模,改善了传统的三维城市建模方法劳动密集型、效率低、周期长问题,,提高了三维城市模型的构建效率。 2)模型简化算法的并行优化,本文借鉴Fork/Join并行编程思想对原串行边折叠简化算法进行并行优化生成不同细节程度三维模型数据,根据实际精度需求调用相应细节模型数据从而提高大规模三维城市模型的绘制效率。 3)借鉴数据并行思想,分别从任务执行和数据两方面分析了三维城市模型绘制的并行性,设计了OpenMP共享存储架构下三维城市模型的并行绘制模型及数据划分和调度策略,并通过实验验证了该方法的加速效果。
[Abstract]:With the rapid development of geographic information industry and the government attach great importance to the strategic significance of three-dimensional GIS technology and accompanied by the emergence of high-tech computer. 3D GIS technology has new development opportunities and challenges. In the visualization of 3D cities, massive 3D urban data rendering computation is large, and it takes a long time. It is difficult to ensure a stable and smooth user interaction experience. High efficiency and high performance 3D GIS rendering technology has been a hot topic of academic research at home and abroad. Based on the above background, the method of organizing 3D urban model data and the multi-level of detail model are deeply analyzed, on the basis of multi-core computing and parallel programming. Using the parallelism of 3D scene data and OpenMP parallel development technology, this paper designs a multi-core 3D scene parallel rendering model, the partitioning and scheduling strategy of scene data, and makes full use of the multi-core computing resources of the computer. Through the derivation of multiple synchronous threads, the 3D scene non-related data is drawn in parallel, and the OSG rendering engine is used to visualize it. A scene parallel rendering example verifies the computational speedup brought by multi-core parallel rendering. The main work and research results of this paper are as follows: 1) based on the idea of rule-based modeling, batch modeling of the same type of features is carried out, which improves the labor-intensive, inefficient and long-cycle problems of the traditional three-dimensional urban modeling method. The construction efficiency of three-dimensional city model is improved. 2) parallel optimization of the model simplification algorithm, this paper uses the Fork/Join parallel programming idea for parallel optimization of the original serial edge folding simplification algorithm to generate 3D model data with different degrees of detail. In order to improve the rendering efficiency of large scale 3D urban model, the detailed model data are called according to the actual precision requirement. 3) using the idea of data parallelism for reference, the parallelism of 3D urban model rendering is analyzed from the aspects of task execution and data. The parallel rendering model, data partitioning and scheduling strategy of 3D city model under OpenMP shared storage architecture are designed, and the acceleration effect of this method is verified by experiments.
【学位授予单位】:湖南科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:P208

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本文编号:1430159

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