三维地表模型逼真绘制方法的研究与实现

admin · 发表于 2022-9-25 15:32:38

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雅宝题库解析：
地形绘制技术广泛应用于飞行模拟、虚拟战场、游戏以及图形学引擎当中。近年来，随着图形硬件的发展，特别是GPU编程语言的发展，使地形绘制算法有了相应的变化。如何充分利用GPU的并行计算特性来加速三维场景的绘制效率成为当今图形学领域的一个研究热点。因此，对逼真地形绘制方法进行深入的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。论文选题来源于实时图形平台BH_GRAPH的研究，同时还得到了国家自然科学基金（60842001）以及北京市科技新星计划（2009B09）的支持。论文主要针对地形绘制过程中所涉及到的地形绘制方法、实时软阴影绘制技术和纹理合成技术开展了研究工作，并取得了以下成果：（1）给出并实现了一种基于Ray Casting的地形绘制方法。本文给出一种基于最大值四叉树的数据组织结构对地形数据进行组织，给出了利用该数据结构进行射线-地形求交的算法，利用该方法可以在射线遍历过程中快速跳过射线与地形不相交的区域，加速射线和地形表面求交的计算过程；实现了一种双线性插值表面重构方法对地形表面进行重构，消除了使用最邻近点法对地形表面重构所产生的阶梯现象。（2）给出并实现了一种基于双向半影图的软阴影绘制方法。该方法利用阴影图在图像空间进行阴影边界提取，然后根据场景相关信息计算半影区的范围以及半影区范围内的顶点相对于半影区中心的阴影变化程度并保存到双向半影图中，最后依据双向半影图和阴影图中保存的信息对地形场景的阴影进行绘制，解决了传统半影图方法不能对半影区内部进行处理的题目。（3）研究并实现了一种基于地形特征匹配的纹理合成方法。该方法根据地形坡度的变化大小对地形进行非均匀分块，坡度变化小的区域分块大，坡度变化大的区域分块小，然后对地形进行分块纹理合成，消除了利用普通平面纹理合成方法进行纹理合成所生成的纹理应用到地形绘制产生的纹理扭曲现象。

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