一、实时地形绘制算法研究（论文文献综述）
罗德宁[1]（2021）在《大规模数据实时绘制关键技术研究》文中指出三维图形绘制在游戏娱乐、虚拟现实、科学计算可视化等众多领域有着广泛应用,而且在实时和真实方面的绘制要求越来越高。近年来,软硬件的计算性能得到了很大提升,但是面对数据规模的日益增长,大规模数据的实时绘制面临巨大挑战。本文主要针对体数据和地理地形数据的真实和实时绘制技术展开研究。对于精度高、体量大的体数据,三维可视化计算量大,同时增加光照计算更加重了计算负担。大规模地理地形数据一直存在如何高效处理和绘制的问题。同时,反走样技术在数据绘制中能够显着增强视觉效果,减少图像走样、闪烁,但会带来额外的绘制开销。数据规模的增长无疑加重了各种绘制技术的计算开销,即便是提高绘制性能的并行绘制技术在面绘制和体绘制上还存在诸多挑战。针对上述技术问题,本文的主要工作和创新点包括以下方面:（1）数据并行化体绘制及光照计算在基于切片和光线投射两种主流体绘制方法基础上,针对光照计算量大的问题展开性能可扩展研究。针对基于切片体绘制在多绘制遍全局光照计算效率低的问题,提出单绘制遍多切片（Multi-Slice Per Pass,MSPP）算法,从数据与算法并行层面提升绘制能力。在相同切片数量下,MSPP算法可以提高半角切片（Half-Angle Slicing）算法大约两倍的性能。针对光线投射体绘制采样复杂导致光照计算量大的问题,提出基于切片的光线投射（Slice-based Ray Casting,SBRC）方法提升绘制效率和效果。首先,以光源为视点逐切片绘制体数据的整个几何体切片的光照信息到光照衰减缓存。其次,在光线投射过程中,利用光照衰减缓存计算采样点的光照影响,包括体积阴影、软阴影及散射等效果计算。SBRC算法只需要一个绘制遍的时间开销,并且通过变化切片数量和每个切片的分辨率实现可扩展的绘制性能。实验表明,以上方法能够大幅提升体数据的绘制效率和效果,满足性能可扩展的体数据绘制要求。（2）大规模地形数据高效组织与绘制三维地理地形绘制主要包括地理数据组织和三维地形构建两个主要过程。为了使地形绘制发挥最佳性能,并且支持层次细节（Level of Detail,LOD）及Mipmap技术提升绘制性能,提出一种灵活的数字高程模型及数字正射影像经纬度范围一致的无缝划分策略,并对每一块地形瓦片采用分组、分段、四边形网格的组织方式,快速生成具有LOD高效调度的真实三维地形。实验表明,该方法能够快速构建性能可扩展的三维地形,减少绘制调用。（3）数据绘制中的反走样技术针对延迟着色阶段开启硬件反走样方法无法直接兼容的问题,提出子像素连续边界反走样（Sub-Pixel Reconstruction Continuous Edges,SRCE）方法。首先,开启多重采样反走样绘制场景到几何体缓存（Geometry Buffer,G-Buffer）。其次,在子像素上利用切比雪夫不等式通过概率统计检测边界像素,以及标识边界像素和普通像素减少着色线程一致性开销。再次,以#过滤方法从子像素上重构连续边界。最后,自适应着色边界像素进行反走样处理。SRCE方法使三维物体边缘的“阶梯”效应最小化,同时还可以结合后处理或时间反走样技术增强图形绘制效果。针对延迟着色技术与覆盖采样反走样（Coverage Sample Anti-Aliasing,CSAA）不兼容的问题,提出基于延迟着色技术的大场景反走样绘制架构。该架构能够针对不同绘制对象使用不同的反走样级别,减少延迟与卡顿,从而平衡效果与效率。实验表明,以上方法能够有效提高数据的绘制质量,同时平衡绘制性能。（4）大规模数据并行绘制虚拟化框架在主流并行绘制框架研究基础上,结合虚拟化技术设计了一种三维图形并行绘制虚拟化框架（Parallel Rendering Virtualized Framework,PRVF）,提高体绘制、面绘制及反走样技术在大规模数据上的算力结构并行绘制能力。以Equalizer作为并行绘制中间件,灵活组织并行绘制各功能模块,虚拟化各类绘制资源作为绘制单元,按需调度及管理。综上所述,本文研究体数据及地理地形数据在实时绘制方面的一系列关键技术问题,充分提高真实与实时绘制能力,通过从数据、算法和算力结构等并行层面有效提升大规模数据绘制的实用性。
杜德[2]（2020）在《基于FLDCT-EZC的地形压缩绘制算法及优化》文中认为信息时代随着科学技术的快速发展,在3D游戏、城市规划、军事仿真等信息化领域,大规模地形实时绘制技术占有极其重要的作用。在地形绘制的过程中,海量地形数据的处理传输以及绘制的实时性对设备性能以及网络传输速率有较高的要求,但目前很多现有设备并不能很好的满足要求。因此,需要在数据处理阶段寻找一种压缩算法完成地形数据的压缩以及选择合适的优化绘制方案实现地形的大规模绘制,以此降低对设备和网速的要求,从而达到提升地形绘制速率的目的。本文在传统层式DCT算法及嵌入式零树编码算法的基础上,提出了一种快速层式DCT嵌入式零树编码压缩算法。同时结合LOD与GPU通用计算技术,利用GPU完成数据压缩后,根据视点与地形之间的距离,采用基于GPU的地形网格多分辨率绘制方案,实现大规模地形数据压缩解压及多分辨率地形模型的实时绘制。FLDCT-EZC压缩算法不仅具备小波变换和JPEG2000的优势,能够在数据变换之后直接生成切合人眼视觉感受的多分辨率特性的数据模型并且具有相对优异的压缩性能,而且改善了传统DCT的计算方法,采用了一种快速DCT计算方式,降低了对设备的要求和计算时间。同时能够很好的与LOD相结合,并利用GPU优秀的计算能力完成数据变换以及实现最后的地形绘制方案,整体上实现了对设备低要求、高压缩性能和高绘制效率的目标。主要工作具体如下:1、深入了解了一系列相关的图像压缩技术及编码方法,充分研究学习了传统层式DCT算法和嵌入式零树编码的算法流程及算法原理,同时采用了一种DCT的快速计算方法,并掌握了其快速算法的基本计算流程及原理,提出了一种FLDCT-EZC压缩算法。2、深入学习了地形模型构建的一系列方法以及实时绘制的相关技术,对经过FLDCT-EZC压缩算法处理后的地形数据,采用一种基于视点的动态LOD多分辨率地形绘制模型,根据视点与地形之间的距离,采用不同分辨率的地形模型,从而减少地形网格构建的复杂程度,从而加快地形构建的绘制速度。3、针对提出的结合FLDCT-EZC算法和基于视点的动态LOD算法实现地形的压缩绘制,采用一种基于GPU的大规模地形网格多分辨率模型构建方案,将原始图像数据通过GPU压缩之后,按照基于视点的调度方案将压缩后的地形数据直接调入GPU,使用GPU解压地形数据并完成地形网格构建。充分利用了GPU优秀的计算处理能力,优化了地形的构建方案,提高了绘制速率。
林鑫[3]（2020）在《三维地形的简化与实时渲染技术研究》文中提出在众多的三维虚拟环境中,三维地形是最主要的构成要素之一。因为地形具有覆盖面积广和数据量大的固有特点,如何在诸如地理信息系统、军事仿真系统、大型三维游戏等应用场景中实时渲染三维地形一直是图形学中的一个重要问题。近些年来随着“数字地球”和VR等应用技术的不断升温,如何对三维地形进行简化并实时渲染成为了图形学的研究热点之一。基于该背景,本文以实现全球范围三维地形实时漫游渲染为目标,对大规模地形简化与实时渲染相关技术进行了研究。大规模地形渲染中主要存在两大难题,其一是显卡是个资源有限的系统,无法对海量的地形数据进行实时处理,其二是当地形规模大到一定程度时,内存无法将数据全部加载处理。针对这两个难题,论文对现有主流的基于四叉树的动态多分辨率LOD地形绘制算法以及基于分层分块策略的out-ofcore技术进行了深入研究,并进行了针对性的改进与优化,提出了一套完整的针对全球三维地形的简化与实时渲染技术方案,实现了对全球地形的高效实时渲染。总结起来,论文完成的主要研究工作与贡献如下:1.对全球SRTM地形高程数据中所存在的问题进行了分析,采用去空洞处理、边缘连接处理以及三次样条插值缩放处理,使地形数据达到了符合四叉树LOD算法进行地形渲染的要求。2.对out-of-core技术中常见的分层分块策略进行了研究,提出了一种对全球地形多层划分的方案,避免了传统金字塔模型导致的过多外存数据冗余。同时采用基于视点相关裁剪的增量数据调度方案,以及基于LRU策略的双缓存算法,最终实现了对全球地形数据的内外存高效调度。3.对比分析了常见LOD算法,对基于四叉树的动态多分辨率LOD地形绘制算法进行了研究,通过建立更为简单有效的节点评价系统,并使用了改进的多线程方案,实现了对全球地形的实时简化渲染。4.分析了四叉树LOD算法中存在的裂缝问题与Popping跳跃现象,对限制四叉树与非限制四叉树下的裂缝处理方案进行了探讨与改进,并针对限制四叉树提出了一种层级差限制算法,能够仅对可见域内地形进行层级差限制。论文进行了大量的实验工作,实验结果验证了论文提出的各种方案与改进算法的有效性。最终,基于这些方案策略与算法,论文实现了一个全球地形实时渲染系统,该系统高效可靠,能够实时地对全球地形进行三维渲染。
汤延辰[4]（2020）在《基于细节层次和视点预测的大规模地形实时渲染方法研究》文中研究表明近年来,图形图像技术与计算机应用技术的结合得到了深度的成长,大规模地形可视化与其衍生而来的实时渲染技术也在各个领域得到了广泛的应用与推广,表明该技术在这些领域起到了重要的作用。在计算机图形学的相关研究与应用中,如何准确且快速的实时绘制大范围地形一直是学科研究的重点和难点,实时渲染需要在画面的完整性上保持与静态渲染同步,同时在绘制速度上去逼近静态渲染的速度,这在对实时渲染的算法设计上是一大挑战。在大规模地形的实时渲染领域,细节层次（Level of Detail,简称LOD）算法可以在渲染效率和渲染效果的平衡性上做到较好的调控,细节层次算法通过模拟人眼的特性将部分人眼无法察觉或不易察觉到的特性简化,对不同地形区域建立不同分辨率的细节模型。由于简化后的地形区域位于人眼不易察觉的区域,使得肉眼很难去辨别简化前与简化后的细节差异,满足了实时渲染上速度和真实性的平衡。在进行实时渲染时,每帧都需要从内存将原有地形节点调出,同时将新的地形节点调入内存,在内外存调度上需要消耗大量的时间,因此需要使用适当的磁盘调度机制,根据当前视点的移动轨迹提前预测下一帧视点可能位置,并提前将下一帧所需渲染节点加载到内存中,可以减少内外存调度所消耗的时间,提高渲染的效率。本文对现有的细节层次算法以及地形节点的磁盘调度机制进行学习后,提出基于限制四叉树的多控制因子LOD算法,对现有细节层次算法进行改进,可以更好的保持实时渲染过程中渲染画面的效率和真实性的平衡;与此同时,将埃尔米特插值算法应用到地形节点的磁盘调度算法中,大幅度减少内外存地形数据交换的时间,提高系统的渲染速度。本文主要具体工作如下:1.对大规模地形的实时渲染技术进行深入研究,对当前针对该问题的学术成果进行了学习,并了解了实时渲染技术的应用成果,同时,对细节层次算法LOD、物体的可见性剔除原理、裂缝消除技术、地形节点的磁盘调度算法进行了进一步的了解和学习。2.在深入学习了现有细节层次算法的基础上,提出了一种基于限制四叉树的多控制因子LOD算法（Multi-control factor LOD algorithm based on restricted quadtree）,在现有LOD算法的基础上新增视相关因素,不但可以提高渲染效率,也增加了渲染的真实性;同时,在视域剔除方面对地形节点使用圆形包围球进行可见性剔除,相比于仅对视点使用六边形视锥体,圆形包围球在判断地形节点是否位于视锥体内部的计算过程更为简单,可以更快速的进行节点可见性判断,从而提高渲染的效率。3.在基于埃尔米特插值算法的基础上,提出一种地形节点的磁盘调度算法。该算法可以对视点当前位置和视点之前所经过的位置进行外插计算,预测下一帧视点所在位置和视角,并提前将该位置下所需渲染的地形节点数据从外存加载到内存中,经过视点预测后的算法可以大幅度减少地形节点的内外存调度时间,避免在内外存调度大量地形节点占用时间导致的渲染帧率下降。
白若林[5]（2018）在《基于物质点法的动态车辙实时绘制》文中指出近些年计算机技术的飞速发展给动态地形绘制技术带来了巨大的发展机遇。车辙是地形绘制技术中常出现的一种地形变化,动态车辙的实时绘制不管是在网络三维场景游戏还是在军事仿真中都有着重要的意义。对动态地形的研究一般在逼真性和实时性方面。本文主要研究如何构建高逼真度的车辙实时绘制,所使用的地形数据来源于地形高程图。首先对基于GPU的动态地形绘制算法和物质点法进行研究。通过分析动态地形算法的数据结构和物质点法处理岩土工程的过程,找到物质点法融入几何剪切图算法的插入点,并针对物质点法背景网格的划分,对几何剪切图算法的数据结构和更新方式进行改进。然后在UniTrei模型六分力的基础上改进车轮物理模型,便于计算地面的受力情况,通过物质点强度折减法实现车辙模型的建模。物理规律的使用使物理模型能够满足现实世界规律。为了满足车辙实时绘制逼真性和实时性的要求,采用形变映射图的方法来实现地形数据的改变,并采用纹理映射技术完成车辙的外观绘制。最后以物质点法实现的车辙模型作为验证对象,采用几何剪切图-物质点（GCMM）算法,在GPU可编程渲染管线中实现动态车辙的实时绘制,并在绘制效果逼真性和实时性两方面对GCMM算法和基于GPU的几何剪切图算法进行比较。根据绘制结果图的展现,可以得到物质点法处理地形形变问题的优越性,通过帧频率、CPU利用率和三角形绘制个数三个具体参数验证融合物质点法的几何剪切图算法的可行性。
周丁[6]（2016）在《面向战场仿真平台的大规模地形实时绘制算法研究》文中指出在虚拟战场仿真应用中,地形场景可视化是构建虚拟战场仿真场景的重要组成部分。随着计算机科学技术的飞速发展,虚拟战场仿真需要的场景规模也越来越大,对大规模地形绘制的要求也越来越多。本文面向虚拟战场仿真的应用需求,对大规模地形数据的组织模型、调度算法、实时绘制算法以及过程细节生成等关键技术进行了深入的研究,实现了相关绘制算法,并通过实验验证了该算法的高效性、真实性和实用性。在此算法的基础上,实现了大规模地形场景可视化。最后结合已完成的大规模地形场景,实现了大规模虚拟战场仿真平台中三维场景可视化。本文完成的主要工作和取得的主要研究成果如下:（1）针对大规模地形数据不能全部贮存于系统内存中,本文使用了一种基于四叉树的数据组织模型。为了解决大规模地形数据内外存调度以及地形绘制稳定性问题,本文提出了一种基于四叉树的平滑LRU地形调度算法。通过实验表明,本文的调度算法可以有效的提高地形绘制的稳定性,并且可以有效的解决地形数据组织与调度问题。（2）深入研究了基于视域相关的地形绘制算法,针对其地形效率低、存储量大等问题,本文提出了一种基于改进的视域相关的LRU地形绘制算法,本算法的改进主要是体现在采用降采样的方式进行地形块组织以及建立地形块四叉树索引进行快速检索,并且构造节点分辨率评价函数进行视区裁剪算法。经过试验分析证实,该算法与视域相关的地形绘制算法相比较,具有绘制速度快、真实性高、实时性强、帧速率低的等特征。实现了大规模地形场景的可视化,使其具有高效性、真实性和实时性。（3）在上述研究成果上,设计了依托于大规模地形的虚拟战场仿真平台。用户可以通过配置仿真脚本,进行态势作战推演,从而更好地分析作战方案的合理性,检验作战计划的有效性。为其加入了海洋、天空盒、光照等效果,很好的提高了场景的真实性。
王倩[7]（2016）在《基于LOD和运动预测的大规模地形实时渲染技术研究》文中进行了进一步梳理大规模地形的可视化受益于计算机技术、图形图像技术的日益发展,在诸如地理信息系统、军事模拟训练系统、虚拟现实领域和大场景游戏等领域发挥着重要作用。大规模地形的实时渲染作为大型室外场景不可或缺的部分,近年来逐渐成为图形图像学的研究热点。而在实时渲染时,要满足画面真实感的需求时,往往对地形绘制的实时性是一种挑战。此外,内外存之间调度的大量地形数据对渲染的实时性造成了巨大的影响。细节层次模型（LOD）作为一种保证绘制实时性的经典算法,精简了地形模型,减少了地形绘制所需的三角形个数,最终达到提高渲染速度的效果。同时,结合合理的磁盘调度,减少内外存之间调度差异带来的延迟,进而保证大规模地形的实时绘制。LOD技术简化所要绘制的事物的表面的细节层次,减少绘制量,很大程度上使得绘制场景简单化,进而提高渲染速度。LOD技术结合人眼观察事物的特点,使得近处的事物采用那个较高层次的细节模型,呈现更加清晰化,而较远事物采用较低层次模型,从而合理的解决场景真实感和渲染速度之间的矛盾。该技术合理有效地解决了视觉画面效果与大规模地形渲染速度之间的矛盾。本文对已有的LOD算法和一些相关调度方法进行了深入学习,从而结合数据结构和地形分块分层技术,提出了基于屏幕误差的LOD模型生成算法;同时,针对内外存之间的读写速度差异问题,采用一种将所需数据提前调入内存的策略,有效的保证大规模地形渲染的实时性。主要工作具体如下:1.针对大规模地形实时渲染问题,深入学习了已有的算法以及相关的一些研究成果,进一步了解了LOD模型在大规模地形实时绘制领域的具体应用,同时,对地形细节层次模型LOD、事物的可见性判定、采用LOD时的数据误差、纹理映射的相关技术以及计算机磁盘合理调度等技术。2.在深入学习已有的基于四叉树的LOD地形实时渲染算法的基础上,提出了一种基于四叉树包围球和屏幕误差的LOD算法。本文的算法将地形渲染的整个过程从预处理阶段和实时绘制阶段两个部分进行探讨,将对地形的分块和构造包围球的工作提前计算,不仅减少了地形数据的存储量,而且很大程度上减少了实时绘制阶段的计算量。实时绘制阶段,依据基于投影和包围球的视锥裁剪方法实时调入可见地形块,结合四叉树结构建立基于包围球屏幕误差的LOD模型,实现大规模地形的实时渲染。实验表明该方法有效地提高了地形渲染速度,一定程度保证了地形渲染的流畅。3.结合改进的LOD算法,提出了一种基于埃尔米特运动预测的地形实时绘制方法。采用埃尔米特插值算法进行视点运动预测,提前加载下一视点位置及视线方向的地形数据,减少了实时绘制时的动态加载量;同时,该算法计算量较小,稳定性较高,在取适当步长的情况下,能获得期望的精度,不会出现Runge现象。实验表明,该方法在渲染地形时,帧速率变化小,提高了地形渲染速度,避免了视觉上的跳跃感。
马海凤[8]（2015）在《大规模地形可视化技术研究》文中进行了进一步梳理随着计算机图形学、计算几何和地理信息系统的发展,大规模地形实时可视化技术已广泛应用于军事、地图导航、城市规划等领域。卫星遥感技术的发展使获取高精度的遥感影像信息成为可能,所以绘制出具有高真实感的大规模地形场景已成为迫切需求。但目前计算机硬件水平有限,在对大规模地形进行绘制时往往很难达到人们的要求。因此,基于海量地形数据实现实时多分辨率、高真实感的地形可视化漫游系统具有重要的研究意义。首先,研究了目前主流的地形绘制算法,针对计算机图形硬件显存容量大、计算速度快的特点,借鉴主流算法中经典的数据结构,实现了基于GPU的瓦片四叉树实时绘制算法。使用四叉树的结构对地形块进行层次划分,通过计算某一层次的地形块与视点之间的屏幕误差来判断是否对其子节点进行计算,以减少计算的次数,从而降低计算开销,提升大规模地形的绘制效率。其次,在分析和研究了现有地形数据组织与调度策略基础上,基于改进的LOD算法构建大规模地形的多分辨率模型,选择分层分块方案对地形高程数据和影像纹理数据进行组织,减少了地形数据的存储空间,提高了数据的传输效率;在地形数据实时调度时,改进了视景体相交性测试算法,实现了基于视点的屏幕误差算法,设计了基于缓存的数据预取策略,引入了多线程技术并发处理数据调度和数据绘制。最后,综合地形实时绘制算法和地形数据组织与调度策略,并结合三维仿真技术,实现基于视点的大规模地形可视化漫游系统,并通过实测数据对比等手段对仿真结果进行了评价,评价结果表明,该大规模地形可视化漫游系统能够有效的提高数据调度效率,利用GPU超强的并行计算能力和四叉树的组织结构,减轻了CPU的计算负担,同时获得了很高的绘制帧频,满足大规模地形场景实时绘制的需求,能有效地测试武器性能和评估作战方案。
杨泽东[9]（2013）在《三维地形模型的网络传输及可视化研究》文中研究说明SAAS （Software as a services,软件服务化）是21世纪新兴起的一种软件应用模式,在SAAS模式中,用户仅需通过浏览器就可实现软件应用。应用程序网络化是实现SAAS的前提,实现单机高效地形可视化算法的网络化应用,对于基于SAAS模式的数字城市建设具有重要意义。相对于网络二维地图,网络三维地形场景具有符号简单、生动逼真特点,但基于网络的三维地形场景可视化研究,受到地形数据量大、地形传输耗时、客户端插件等问题的困扰,软件服务化发展较慢。本文针对上述研究难点,做了如下几个方面的研究：1)研究了目前主流高效单机版地形绘制算法——GeoClipmap,在GeoClipmap算法中,每一层LOD （Level of Detail）的数据量是可控且有规律的,具有渲染帧率稳定的优点。本文根据GeoClipmap的规则网格嵌套特性,设计了新型的适用于网络传输的GeoClipmap坐标系以及裁剪机制,利用该坐标系及裁剪机制,根据Clipmap原点,客户端能够快速重构出地形网格的X、Y坐标,相对于传统传输完整地形顶点数据结构的方法,本文方法达到了8倍的压缩率。2)对于地形模型的实时传输,本文从底层扩展设计了WebSocket数据帧结构,并采用WebSocket进行地形网格数据实时传输。通过扩展数据帧结构,实现了以Clipmap层为单位的地形数据实时传输。另外充分结合WebSocket协议小数据包报头特点,可以减少模型传输时间和增加3D模型可传输量。3)对于客户端地形绘制,本文在免安装插件情况下,设计了一种构建三角条带的新方法,地形网格数据传输至客户端后,通过在每一条三角条带头尾添加退化三角形,将方形网格转换为一条三角条带进行绘制,进一步提高了地形绘制速度。通过上述三方面研究,本文设计实现了面向网络的免插件地形传输及可视化原型系统,验证了GeoClipmap算法网络化应用的可行性,本原型系统中,每一层255×255地形网格的数据传输量由0.49M减小至0.06M,数据量减少87.8%,相对于GeoClipmap算法,数据量减少51%,大大提高了客户端地形可视化速度。
葛子厚[10]（2012）在《基于GPU动态误差度量的大规模地形绘制方法》文中指出地形绘制技术是研究数字地形模型（DTM）或数字高程模型（DEM）的显示、简化、仿真等内容的一门学科，属于计算机图形学的分支。地形绘制通常都是以DEM数据为基础，动态地将地形的三维近似实时展现出来，并广泛地应用于飞行模拟、战场仿真、三维游戏和科学可视化等领域中。地形绘制技术经过几十年的发展，产生了许多优秀的算法，但是随着图形硬件的高速发展，特别是可编程性能的提高，如何充分地利用硬件性能进一步提升地形绘制的效果，已经成为地形绘制领域所必须面临的课题。近年来，地形绘制算法开始利用GPU的批量绘制能力，以提高算法的性能。但是目前这些算法大多只是利用了图形硬件的高速绘制能力，对GPU的可编程性能利用的不多；同时，误差标准也过于简化，生成的地形模型并不优化。虽然这些算法对大规模地形能够取得较好的绘制效果和帧速率，但是随着地形数据尺寸和分辨率的进一步增加，其绘制效果往往难于保证。本文将如何在地形绘制算法中充分地利用图形硬件性能这一关键问题作为研究的目标，并对地形绘制技术的历史和现状作了大量的分析。通过这样的一个过程可以让我们充分的了解相关领域的各种流行的技术、方法和观点，进一步熟悉这些技术在实际应用时所表现出来的性能差异和表现特点。在此基础上，针对图形硬件在绘制能力和可编程性等方面的提高，提出了一种基于GPU的动态误差度量的地形绘制方法，提高了图形硬件的资源利用，改善了地形的绘制效果。本文还对相关的地形数据组织管理、基于GPU的三角条带化方法、以及实时地形数据的增量传输等技术进行了深入的研究。本文的地形绘制方法具有如下特点：1．本文采用了基于GPU的动态误差度量方法及相应的地形模型构建。建立地形数据的简化模型是地形绘制的关键技术，而对规则格网的地形数据进行简化需要建立一个视点相关的评估标准，即误差度量标准。现有的地形绘制算法的误差度量计算都是在CPU上实现，为适应显卡的高速绘制能力，GPU友好的地形绘制算法，通常都采用相对简单的基于地形块或瓦片的误差度量方法，分担误差度量的时间花费，以节省CPU资源。但是，这样的度量方法或者采用静态的LOD地形模型，或者地形的显示模型不够优化，对GPU的资源也是一种浪费。本文首次提出了一种基于GPU的动态误差度量方法。该方法基于约束四叉树和饱和误差的概念，针对规则网格地形数据，首先将地形数据分割成尺寸相等的瓦片。每个瓦片根据误差饱和的概念，构建与地形数据采样点一一对应的嵌套几何误差及嵌套的包围球半径，并与地形数据高程一同传输至显存中。运行时，根据视点（View point）参数，按照嵌套球面继承概念所得到的误差度量标准，在GPU中分别进行基于顶点的误差度量，自上而下选择网格顶点构建地形模型。实验表明，该方法充分利用了现有的GPU编程技术，其视点相关的动态误差度量计算基于GPU高速的并行计算实现；地形模型具有较高的自适应性，提高了大规模动态地形绘制算法的工作效率。2．本文采用了基于GPU的动态三角条带化方法。对于地形瓦片，本文按照特殊的序列方式构建三角化查找表（Look-Up Table，LUT）。运行时，根据动态误差度量标准选择的顶点，对照LUT进行顶点排序，并直接生成三角条带化序列以输送给图形绘制管线进行显示。实践证明，该方法能够很好地结合基于GPU的动态误差度量方法，提高了地形绘制算法的效率。3．为减少对传输带宽的需求，本文对地形瓦片数据采用了增量传输方法。预处理阶段，地形瓦片数据在存储时按照饱和误差排序存储。运行时，根据视点参数及瓦片地包围盒进行简单的预评估计算以确定传输数据量的多少。视点变化时，对地形数据进行增量传输。预评估计算虽然由CPU执行，但时间花费很少。实践证明，该增量数据传输方法可大大减少数据的实时传输量，减少对传输带宽的需求。综上所述，本文的研究成果为地形绘制方法在现代图形硬件的基础上提供了新的研究方式，具有一定的理论意义和应用价值，为实时地形绘制提供了有益的方法和手段。
二、实时地形绘制算法研究（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：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（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。
三、实时地形绘制算法研究（论文提纲范文）
（1）大规模数据实时绘制关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 背景与意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 体数据绘制 |
| 1.2.2 大规模地理地形绘制 |
| 1.2.3 反走样技术 |
| 1.2.4 GPU绘制 |
| 1.2.5 并行绘制 |
| 1.3 本文工作 |
| 1.4章节安排 |
| 第2章 性能挑战与评价方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 性能瓶颈分析 |
| 2.2.1 多线程绘制 |
| 2.2.2 绘制瓶颈 |
| 2.2.3 数据规模 |
| 2.3 并行绘制性能 |
| 2.3.1 负载平衡 |
| 2.3.2 图像合成 |
| 2.3.3 图像解压缩 |
| 2.4 评价方法 |
| 2.4.1 时间复杂度 |
| 2.4.2 并行粒度 |
| 2.4.3 空间复杂度 |
| 2.4.4 绘制质量 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 数据并行化体绘制及光照计算 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 体绘制 |
| 3.2.1 体数据 |
| 3.2.2 体绘制方程 |
| 3.2.3 体绘制方法 |
| 3.3 体数据光照计算 |
| 3.3.1 体绘制全局光照 |
| 3.3.2 单绘制遍多切片MSPP算法 |
| 3.3.3 基于切片的光线投射SBRC算法 |
| 3.4 体绘制并行化 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 大规模地形数据高效组织与绘制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 大规模地理地形数据 |
| 4.2.1 数字高程模型 |
| 4.2.2 数字正射影像 |
| 4.3 可伸缩三维地理地形绘制 |
| 4.3.1 算法概述 |
| 4.3.2 关键步骤及实现 |
| 4.3.3 实验结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 数据绘制中的反走样技术 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 反走样方法 |
| 5.2.1 走样原因 |
| 5.2.2 反走样基本思路 |
| 5.2.3 主流反走样方法 |
| 5.3 子像素连续边界反走样SRCE算法 |
| 5.3.1 算法概述 |
| 5.3.2 关键步骤及实现 |
| 5.3.3 实验结果与分析 |
| 5.4 一种大场景反走样绘制架构 |
| 5.4.1 算法概述 |
| 5.4.2 关键步骤及实现 |
| 5.4.3 实验结果与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 大规模数据并行绘制虚拟化框架 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 并行绘制 |
| 6.2.1 体系结构 |
| 6.2.2 数据与绘制资源 |
| 6.2.3 并行绘制框架 |
| 6.3 PRVF框架结构 |
| 6.3.1 绘制资源层 |
| 6.3.2 并行绘制虚拟化层 |
| 6.3.3 应用层 |
| 6.3.4 实验结果与分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 在读期间科研成果 |
| 致谢 |
（2）基于FLDCT-EZC的地形压缩绘制算法及优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的与意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 研究内容与组织结构 |
| 第二章 地形图像压缩绘制相关理论 |
| 2.1 图像数据压缩理论基础 |
| 2.1.1 图像压缩技术实现 |
| 2.1.2 图像压缩编码方法 |
| 2.1.3 图像压缩技术评价 |
| 2.2 离散余弦变换 |
| 2.2.1 一维DCT定义 |
| 2.2.2 二维DCT定义 |
| 2.3 地形绘制多分辨率模型 |
| 2.3.1 地形模型概念 |
| 2.3.2 多分辨率地形模型及分类 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 结合FLDCT-EZC和动态LOD的地形压缩绘制算法 |
| 3.1 FLDCT-EZC压缩算法总述 |
| 3.2 层式DCT嵌入式零树编码算法原理 |
| 3.2.1 层式DCT原理 |
| 3.2.2 对抽样后的变换数据按照零树框架执行编码操作 |
| 3.3 快速DCT实现原理 |
| 3.3.1 快速DCT算法及流程图 |
| 3.3.2 无乘法的整数DCT的基本原理 |
| 3.3.3 无乘法的整数DCT快速算法实现流程 |
| 3.4 基于视点的动态LOD多分辨率地形绘制 |
| 3.4.1 地形分块策略 |
| 3.4.2 视景体裁剪 |
| 3.4.3 地形多分辨率等级选择 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于GPU的压缩绘制算法的优化加速 |
| 4.1 GPU直接编程技术 |
| 4.1.1 GPU计算特性 |
| 4.1.2 基于GPU的通用计算 |
| 4.2 基于GPU的大规模地形快速绘制技术途径 |
| 4.2.1 基于GPU的大规模地形快速调度机制 |
| 4.2.2 基于GPU的大规模地形简化机制 |
| 4.3 基于GPU大规模地形快速绘制的一般流程 |
| 4.4 基于GPU构建地形数据多分辨率模型的方法 |
| 4.4.1 基于FLDCT-EZC数据压缩和多分辨率模型表示方法 |
| 4.4.2 基于GPU的地形数据多分辨率表示方法 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 优化后的压缩绘制算法的实验结果分析 |
| 5.1 实验说明 |
| 5.2 压缩性能的比较 |
| 5.3 分块变换后渲染效果比较 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 论文总结与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（3）三维地形的简化与实时渲染技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 虚拟现实技术研究现状 |
| 1.2.2 三维地形渲染技术研究现状 |
| 1.3 论文主要工作和章节安排 |
| 1.3.1 论文主要工作 |
| 1.3.2 章节安排 |
| 第二章 大规模地形实时渲染相关技术与理论基础 |
| 2.1 数字高程模型(DEM) |
| 2.2 多细节层次技术(LOD) |
| 2.2.1 LOD技术分类 |
| 2.2.2 LOD模型生成方法 |
| 2.3 大规模地形数据组织与调度 |
| 2.4 Open GL简介 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 大规模地形数据的相关处理与组织调度 |
| 3.1 SRTM高程数据 |
| 3.2 SRTM数据预处理 |
| 3.2.1 去空洞算法 |
| 3.2.2 缩放与边缘连接处理 |
| 3.3 地形四叉树节点 |
| 3.3.1 数据节点大小 |
| 3.3.2 地形节点构网 |
| 3.3.3 高程色彩映射处理 |
| 3.4 地形数据的组织与调度 |
| 3.4.1 多层划分的分层分块方案 |
| 3.4.2 基于视点裁剪的增量调度方案 |
| 3.4.3 双缓存策略 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于四叉树的动态多分辨率LOD地形绘制算法 |
| 4.1 算法概述 |
| 4.2 地形节点评价系统 |
| 4.2.1 可见域裁剪 |
| 4.2.2 视距准则 |
| 4.2.3 地形粗糙度准则 |
| 4.3 地形的渲染与更新 |
| 4.3.1 多线程实现方案 |
| 4.3.2 四叉树的遍历优化 |
| 4.4 裂缝问题与层级差限制算法 |
| 4.4.1 裂缝问题的产生 |
| 4.4.2 限制四叉树下的裂缝处理 |
| 4.4.3 非限制四叉树下的裂缝处理 |
| 4.4.4 限制四叉树层级差限制算法 |
| 4.4.5 层级差限制算法可见域裁剪优化 |
| 4.5 Popping跳跃现象 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 实验与结果分析 |
| 5.1 地形数据相关处理实验分析 |
| 5.1.1 去空洞算法分析 |
| 5.1.2 边缘连接处理分析 |
| 5.1.3 三次样条插值缩放处理分析 |
| 5.2 四叉树LOD相关算法与策略的有效性分析 |
| 5.2.1 地形节点评价系统划分结果分析 |
| 5.2.2 裂缝处理方案实验分析 |
| 5.2.3 层级差限制算法实验分析 |
| 5.3 系统整体性能分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（4）基于细节层次和视点预测的大规模地形实时渲染方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容与组织结构 |
| 第二章 实时地形渲染的相关技术 |
| 2.1 数字地形模型 |
| 2.1.1 数字地形模型简介 |
| 2.1.2 数字高程模型类别 |
| 2.2 细节层次技术 |
| 2.2.1 静态细节层次算法 |
| 2.2.2 动态细节层次算法 |
| 2.3 视域剔除 |
| 2.3.1 投影变换 |
| 2.3.2 背面裁剪 |
| 2.3.3 遮挡裁剪 |
| 2.3.4 视锥体裁剪 |
| 2.4 地形节点的调度 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于限制四叉树的多控制因子细节层次算法 |
| 3.1 限制四叉树 |
| 3.2 多控制因子的节点评价系统 |
| 3.2.1 视点距离 |
| 3.2.2 表面粗糙度 |
| 3.2.3 视点移动速度 |
| 3.2.4 综合节点评价系统 |
| 3.3 可见性剔除 |
| 3.4 裂缝消除 |
| 3.5 实验分析 |
| 3.5.1 裂缝处理 |
| 3.5.2 视点移动速度对模型及帧速的影响 |
| 3.5.3 算法比较 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于埃尔米特插值的视点预测算法 |
| 4.1 视点运动预测算法 |
| 4.1.1 拉格朗日插值算法 |
| 4.1.2 埃尔米特插值算法 |
| 4.2 地形节点调度算法 |
| 4.3 实验分析 |
| 4.3.1 步长区间的选择 |
| 4.3.2 视点运动预测实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结和展望 |
| 5.1 论文总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
（5）基于物质点法的动态车辙实时绘制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 车辙绘制算法研究现状 |
| 1.2.2 物质点法研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 论文的组织结构 |
| 第2章 基于GPU的地形算法和物质点法的研究 |
| 2.1 几何剪切图算法 |
| 2.1.1 几何剪切图算法概述 |
| 2.1.2 可见性裁剪算法 |
| 2.1.3 纹理映射 |
| 2.2 物质点法 |
| 2.2.1 物质点法的离散过程 |
| 2.2.2 物质点法控制方程 |
| 2.2.3 物质点法计算步骤 |
| 2.3 动态地形 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 几何剪切图-物质点映射(GCMM)算法研究 |
| 3.1 GCMM算法中网格的划分 |
| 3.1.1 物质点法背景网格的划分 |
| 3.1.2 几何剪切图算法规则网格的划分 |
| 3.1.3 融合物质点法的几何剪切图算法网格映射关系 |
| 3.2 GCMM算法质点更新方法 |
| 3.2.1 形变映射图 |
| 3.2.2 剪切图更新 |
| 3.3 嵌套网格过渡 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于GCMM算法的车辙实时绘制过程 |
| 4.1 三维场景建模 |
| 4.1.1 车轮建模 |
| 4.1.2 融合物质点法的土壤承重计算建模 |
| 4.1.3 车辙的纹理合成 |
| 4.2 动态车辙实时绘制 |
| 4.2.1 动态车辙绘制流程 |
| 4.2.2 动态车辙实时绘制环境和实验参数 |
| 4.2.3 地形数据加载函数 |
| 4.3 动态车辙绘制方法的比较 |
| 4.3.1 GCMM算法实现静态地形绘制的实时性对比 |
| 4.3.2 基于逼真度的绘制效果比较 |
| 4.3.3 基于实时性的绘制结果比较 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（6）面向战场仿真平台的大规模地形实时绘制算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.0 本论文研究的目的和意义 |
| 1.1 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2 论文主要研究内容 |
| 1.3 论文工作和组织结构 |
| 第2章 大规模地形实时绘制相关技术 |
| 2.1 地形细节层次技术 |
| 2.2 数据组织技术 |
| 2.2.1 不规则三角网格模型 |
| 2.2.2 规则三角网格模型 |
| 2.3 可见性剔除技术 |
| 2.4 空间连续性技术 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 大规模多分辨率地形模型构建 |
| 3.1 数字地形模型概述 |
| 3.2 大规模地形数据的组织与调度算法 |
| 3.2.1 基于四叉树的数据组织与预处理 |
| 3.2.2 基于四叉树的平滑LRU地形调度算法 |
| 3.3 基于四叉树的多分辨率地形的构建 |
| 3.3.1 VPB插件的简介 |
| 3.3.2 数据采集与处理 |
| 3.3.3 层次地形生成方法 |
| 3.4 实验结果与分析 |
| 3.4.1 调度算法对仿真绘制稳定性影响分析 |
| 3.4.2 多分辨率地形模型 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 视域相关的LRU地形绘制算法的改进 |
| 4.1 视域相关的地形绘制算法简介 |
| 4.2 视域相关的LRU地形绘制算法的改进 |
| 4.2.1 改进的地形块组织结构 |
| 4.2.2 地形块线性四叉树索引 |
| 4.2.3 视区裁剪和数据组织调度 |
| 4.2.4 节点分辨率评价函数 |
| 4.2.5 相邻节点裂缝消除 |
| 4.3 实验结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 虚拟战场仿真平台下的大规模地形场景实现 |
| 5.1 虚拟战场仿真平台简介 |
| 5.1.1 虚拟战场仿真平台开发背景 |
| 5.1.2 虚拟战场仿真平台技术概述 |
| 5.1.3 虚拟战场仿真平台总计框架设计 |
| 5.2 虚拟战场中大规模地形绘制模块设计 |
| 5.2.1 大规模地形可视化模块总体结构设计 |
| 5.2.2 大规模地形场景功能模块设计 |
| 5.3 虚拟战场仿真平台地形场景的应用实现 |
| 5.3.1 大规模地形场景可视化实现 |
| 5.3.2 陆地与海洋可视化实现 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）基于LOD和运动预测的大规模地形实时渲染技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容与组织结构 |
| 第二章 实时地形绘制的相关技术 |
| 2.1 数字地形模型 |
| 2.1.1 数字地形模型的相关介绍 |
| 2.1.2 数字高程模型分类 |
| 2.2 层次细节模型（LOD） |
| 2.2.1 静态层次细节模型 |
| 2.2.2 动态层次细节模型 |
| 2.3 可见性剔除概述 |
| 2.3.1 背面裁剪算法（Back-fac Culling） |
| 2.3.2 遮挡裁剪算法（Occlusion Culling） |
| 2.3.3 视锥裁剪算法（View-frustum Culling） |
| 2.4 误差度量 |
| 2.4.1 物体空间误差度量 |
| 2.4.2 物体屏幕误差度量 |
| 2.5 纹理相关技术 |
| 2.6 合理的磁盘调度 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 基于四叉树包围球和屏幕误差的LOD算法 |
| 3.1 基于四叉树数据结构的地形绘制简述 |
| 3.1.1 数据组织结构 |
| 3.1.2 地形划分 |
| 3.1.3 基于四叉树的地形绘制 |
| 3.2 基于四叉树包围球和屏幕误差的LOD算法 |
| 3.2.1 地形分块与编号 |
| 3.2.2 基于四叉树的包围球构造方法 |
| 3.2.3 基于投影和包围球结构的视锥裁剪 |
| 3.2.4 基于包围球结构的屏幕误差函数构造 |
| 3.3 算法流程与实验结果 |
| 3.3.1 算法流程 |
| 3.3.2 实验结果及分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于埃尔米特的视点运动预测的地形实时绘制 |
| 4.1 视点运动预测 |
| 4.1.1 拉格朗日运动预测 |
| 4.1.2 埃尔米特算法 |
| 4.1.3 步长的选取 |
| 4.2 基于四叉树孤立分割的裂缝处理 |
| 4.2.1 瓦片间及瓦片内的裂缝 |
| 4.2.2 裂缝消除 |
| 4.3 实验结果与分析 |
| 4.3.1 预测准确性比较 |
| 4.3.2 帧速率方差比较 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 论文总结与展望 |
| 5.1 论文总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（8）大规模地形可视化技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 地形绘制算法 |
| 1.2.2 海量地形数据的存储与调度 |
| 1.3 主要研究工作与内容安排 |
| 1.3.1 主要研究工作 |
| 1.3.2 论文内容组织 |
| 第二章 地形绘制的瓶颈分析与技术概述 |
| 2.1 大规模地形绘制的瓶颈 |
| 2.1.1 图形硬件GPU的发展 |
| 2.1.2 图形硬件瓶颈分析 |
| 2.2 地形绘制技术概述 |
| 2.2.1 数字高程信息 |
| 2.2.2 场景分割 |
| 2.2.3 分页管理技术 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 地形层次细节绘制算法研究 |
| 3.1 LOD技术概述 |
| 3.2 地形LOD模型 |
| 3.2.1 静态LOD模型 |
| 3.2.2 动态LOD模型 |
| 3.3 动态地形LOD算法 |
| 3.3.1 GeoMip Map算法 |
| 3.3.2 ROAM算法 |
| 3.3.3 基于GPU的LOD算法的改进 |
| 3.4 实验与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 大规模地形的数据组织与调度 |
| 4.1 多分辨率金字塔模型 |
| 4.2 大规模地形数据的组织 |
| 4.2.1 分层分块策略 |
| 4.2.2 多分辨率LOD地形模型构建 |
| 4.3 大规模地形数据的调度 |
| 4.3.1 视景体相交性测试算法改进 |
| 4.3.2 屏幕空间误差计算 |
| 4.3.3 内存与显存LRU缓存机制 |
| 4.3.4 实验与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 大规模地形可视化系统设计 |
| 5.1 系统总框架设计 |
| 5.2 大规模地形可视化系统设计与实现 |
| 5.2.1 多分辨率数据生成子系统 |
| 5.2.2 多分辨率地形浏览子系统 |
| 5.3 实验结果分析 |
| 5.3.1 系统软硬件环境 |
| 5.3.2 可视化系统仿真效果图 |
| 5.3.3 可视化系统性能分析 |
| 5.3.4 大规模森林场景应用 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 下一步研究的工作 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）三维地形模型的网络传输及可视化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 图目录 |
| 表目录 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 网络三维地理场景浏览应用现状 |
| 1.2.2 网络3D建模现状 |
| 1.2.3 LOD技术现状 |
| 1.2.4 地形模型实时传输线状 |
| 1.3 研究目标及内容 |
| 1.4 技术路线及论文结构 |
| 1.4.1 技术路线 |
| 1.4.2 论文结构 |
| 第2章 面向GPU的地形绘制算法 |
| 2.1 GeoMipmaping算法 |
| 2.2 GeoClipmap算法 |
| 2.3 GeoClipmap与GeoMipmaping对比 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于GeoClipmap的地形绘制 |
| 3.1 GeoClipmap概述 |
| 3.2 GeoClipmap算法设计实现 |
| 3.2.1 采样窗口大小的确定 |
| 3.2.2 相机位置确定 |
| 3.2.3 “L”形更新 |
| 3.2.4 VTF顶点纹理拾取 |
| 3.2.5 地形Morphing |
| 3.3 GeoClipmap算法的改进 |
| 3.3.1 设计GeoClipmap坐标系统 |
| 3.3.2 “象限”裁剪 |
| 3.3.3 渲染到纹理 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于WebSocket的地形实时传输 |
| 4.1 传统实时通信方式 |
| 4.1.1 轮询(polling) |
| 4.1.2 基于Ajax的长轮询方式(long-polling) |
| 4.1.3 基于IFrame的流方式 |
| 4.2 WebSocket实时通信方式 |
| 4.3 WebSocket数据帧改进 |
| 4.3.1 WebSocket数据报文结构 |
| 4.3.2 地形数据压缩 |
| 4.3.3 数据帧扩展 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 面向网络的地形传输及可视化原型系统设计 |
| 5.1 客户端网络三维建模语言 |
| 5.1.1 基于客户端CPU的建模语言 |
| 5.1.2 基于客户端GPU的建模语言 |
| 5.2 WebGL可视化机制 |
| 5.3 客户端地形网格数据重构 |
| 5.4 网格地形三角条带化构建 |
| 5.5 面向网络的地形传输及可视化原型系统 |
| 5.5.1 原型系统框架 |
| 5.5.2 原型系统性能分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 在读期间参与课题与项目 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（10）基于GPU动态误差度量的大规模地形绘制方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 地形绘制技术的发展及现状 |
| 1.2.1 基于CPU的动态层次结构算法 |
| 1.2.2 基于GPU的地形绘制算法 |
| 1.2.3 讨论 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.4 本文的组织结构 |
| 第2章 地形绘制技术概述 |
| 2.1 地形数据简化模型 |
| 2.1.1 有限的自适应LOD技术 |
| 2.1.1.1 基于地形块的静态多层次细节绘制 |
| 2.1.1.2 嵌套的规则网格 |
| 2.1.2 动态自适应LOD细分 |
| 2.1.2.1 四叉树 |
| 2.1.2.2 三角形二叉树 |
| 2.1.3 集群三角化 |
| 2.1.3.1 地形瓦片 |
| 2.1.3.2 缓存三角形二叉树 |
| 2.1.3.3 规则和不规则三角化的结合 |
| 2.1.3.4 4-8网格簇层次 |
| 2.1.4 小结 |
| 2.2 误差度量及LOD选取 |
| 2.2.1 对象空间近似误差 |
| 2.2.2 图像空间近似误差 |
| 2.2.3 小结 |
| 2.3 系统相关技术 |
| 2.3.1 动态场景管理 |
| 2.3.2 离核数据组织 |
| 2.3.3 数据压缩 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于GPU的动态误差度量 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 约束四叉树 |
| 3.2.1 约束四叉树层次 |
| 3.2.2 连续的LOD四叉树 |
| 3.2.3 约束四叉树构建 |
| 3.3 误差饱和与约束四叉树构建 |
| 3.3.1 顶点依存关系 |
| 3.3.2 误差饱和 |
| 3.3.3 饱和误差与约束四叉树 |
| 3.4 基于GPU的动态误差度量方法 |
| 3.4.1 几何误差和屏幕误差 |
| 3.4.2 嵌套的几何误差和屏幕误差 |
| 3.4.3 误差度量标准 |
| 3.4.4 基于GPU的动态误差度量 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于GPU的大规模地形绘制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 地形数据的组织管理 |
| 4.2.1 离核数据组织 |
| 4.2.2 离核瓦片的空间索引 |
| 4.2.2.1 空间格网索引 |
| 4.2.2.2 空间四叉树索引 |
| 4.2.2.3 ZCODE编码索引 |
| 4.2.3 数据存储方案 |
| 4.3 动态三角形条带生成 |
| 4.3.1 约束四叉树三角化 |
| 4.3.2 基于LUT的三角条带生成 |
| 4.4 地形瓦片的无缝连接 |
| 4.5 数据编码与增量数据传输 |
| 4.5.1 数据编码设计 |
| 4.5.2 数据序列化 |
| 4.5.3 增量数据传输 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 系统实现与结果分析 |
| 5.1 GPU编程基础 |
| 5.1.1 基本概念 |
| 5.1.2 可编程绘制管线 |
| 5.1.3 图形编程接口 |
| 5.1.4 高级编程语言 |
| 5.2 计算统一设备架构 |
| 5.2.1 CUDA应用 |
| 5.2.2 CUDA体系结构 |
| 5.2.3 CUDA编程 |
| 5.3 系统实现 |
| 5.3.1 预处理过程 |
| 5.3.2 运行时处理过程 |
| 5.4 实验结果与分析 |
| 5.4.1 运行环境 |
| 5.4.2 实验结果 |
| 5.4.3 结果分析 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
四、实时地形绘制算法研究（论文参考文献）
- [1]大规模数据实时绘制关键技术研究[D]. 罗德宁. 四川大学, 2021(01)
- [2]基于FLDCT-EZC的地形压缩绘制算法及优化[D]. 杜德. 太原理工大学, 2020(07)
- [3]三维地形的简化与实时渲染技术研究[D]. 林鑫. 西安电子科技大学, 2020(05)
- [4]基于细节层次和视点预测的大规模地形实时渲染方法研究[D]. 汤延辰. 安徽大学, 2020(07)
- [5]基于物质点法的动态车辙实时绘制[D]. 白若林. 华北电力大学, 2018(01)
- [6]面向战场仿真平台的大规模地形实时绘制算法研究[D]. 周丁. 北京理工大学, 2016(06)
- [7]基于LOD和运动预测的大规模地形实时渲染技术研究[D]. 王倩. 太原理工大学, 2016(08)
- [8]大规模地形可视化技术研究[D]. 马海凤. 西安电子科技大学, 2015(03)
- [9]三维地形模型的网络传输及可视化研究[D]. 杨泽东. 南京师范大学, 2013(02)
- [10]基于GPU动态误差度量的大规模地形绘制方法[D]. 葛子厚. 吉林大学, 2012(10)