大规模球形地形加速绘制技术的研究与实现
[Abstract]:With the concept of "global information grid" and "Digital Earth", the construction of a Global Multi-resolution large-scale terrain scene has become an urgent need for virtual reality, battlefield environment simulation, national security, urban planning and information technology. However, with the rapid development of remote sensing technology and information technology, geographical data The amount of data is growing geometrically, so how to implement the multi-resolution 3D terrain model which can accommodate massive data and continuous seamless global scale has become a research topic to be solved.
In this paper, a large-scale spherical terrain real time roaming system is designed and implemented with high resolution satellite image and global digital elevation model as the data source. The acceleration rendering technology based on spherical topography is studied and applied to the rendering system. The real-time rendering speed of the system is greatly improved. The research on the visualization of large-scale spherical topography is discussed. The current situation and key technologies are introduced. The terrain related accelerated rendering technology is introduced. The visibility culling algorithm, the Global Multi-resolution Terrain LOD model simplification algorithm and the three-dimensional visualization of the spherical topography are determined.
In this paper, the real time rendering algorithm of global multi-resolution terrain is studied. The generation method of global discrete grid model based on positive hexahedron is introduced in detail. Based on the four fork tree algorithm of tile block, this paper improves the four fork tree algorithm combined with the characteristics of the spherical terrain, and proposes a grid based grid based on spherical topography. The global discrete grid LOD model based on GPU is designed, and the key technologies for building a Global Multi-resolution Terrain LOD model, such as crack treatment, error control and jumping phenomenon, are designed and implemented.
This paper studies the algorithm of visibility culling based on spherical topography, improves the visibility culling algorithm based on plane terrain, and applies it to the spherical terrain. The improved cone cutting algorithm is realized, and the terrain occlusion culling algorithm based on GPU is applied to the terrain visualization system, which greatly reduces the rendering of each frame. The number of triangles increases the rendering efficiency of the system.
In this paper, a large-scale spherical terrain visualization system is designed and implemented. The real-time rendering algorithm and the visibility acceleration algorithm are applied to the whole system. Then the main flow of the algorithm and the relationship between the modules are introduced. The data scheduling module is described in detail. On the basis of the preloading strategy based on the extended cone, a new method is proposed. Based on the two level data preloading strategy based on the visual cone extension, the main flow of the GPU rendering module and the implementation details based on the GPU rendering are introduced. The whole system is tested for function and performance, and a large scale spherical real-time roaming system with a good interactive and realistic sense is realized.
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P208;TP391.41
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