基于三角形折叠的连续多分辨率LOD算法

基于三角形折叠的连续多分辨率LOD算法

一、基于三角形折叠的连续多分辨率LOD算法(论文文献综述)

陈雨[1](2021)在《改进的机场模型简化算法研究及应用》文中指出飞行模拟机是用于训练飞行过程的产品,系统通过逼真地模拟,提供一个接近真实的飞行训练环境,达到训练飞行驾驶操作的目的,系统主要由飞行系统、飞机系统和视景系统等组成。其中,视景系统需要极高的实时交互性和稳定性,而视景系统中大量三维模型数据处理及各种视景特效处理算法都极其消耗系统存储资源和计算资源,这大大影响了系统的实时性与稳定性,给视景渲染带来了极大压力。虽然目前的显卡在硬件级别上能对三维渲染进行一定的优化,但面对大量的视景模型数据库和各种复杂的视景特效,其处理能力仍显不足。为此,本文将在软件算法级别上,针对视景系统中模型进行优化,以提高渲染效率,维持视景系统的实时交互性和稳定性。本文针对机场三维模型,研究如何在现有硬件资源的基础上,保证视觉效果的同时,提高渲染效率,主要工作及研究为以下3方面:1.在飞行模拟视景系统中,为了平衡渲染效果和渲染效率之间的矛盾,本文采用了细节层次技术对视景中模型场景进行优化。实验结果表明,在飞行模拟视景系统中加入细节层次技术能显着地提升系统性能,优化模型场景地加载。2.针对基于二次误差的边折叠算法在简化时,不能保持模型细节特征和边缘两个重要视觉效果的问题,提出了改进的基于二次误差的边折叠算法,如针对细节特征损失问题,引入了改进的网格显着性估计方法;针对边缘过渡简化导致的模型变形问题,引入了改进的基于曲率的边界保护;针对模型几何特征在模型中的重要度以及对视觉的影响,如被折叠点的度和折叠边的长度,引入了模型几何因子。实验结果表明,相比于原算法,本文的改进算法能够更好地简化模型,提升模型在尖锐细节和边界的保留效果。3.将改进的基于二次误差的边折叠算法应用到天府机场模型中,并根据实际应用需求,提出了融合误差的概念,进一步研究了简化算法。融合误差主要分为了两部分误差度量,第一部分为针对算法本身的不足进行的误差改进,包含改进的网格显着性评估方法、改进的基于曲率的边界保护和模型的几何因子;第二部分为结合机场简化的需求特点,引入了局部特征区域重要度,增大了机场局部重要区域的折叠误差。实验结果表明,将二次误差和融合误差相结合的改进算法更适用于机场三维模型的简化,得到的简化模型更符合飞行模拟仿真的实际需求。实验结果表明,在视景系统中引入细节层次技术能在不影响视觉效果的同时,有效地提高系统渲染帧率,维持视景系统的交互性和稳定性;此外,本文的改进算法更能有效地提高机场模型简化的质量,满足实际应用需求。

张心怡[2](2020)在《基于Unity3D与VR技术的模拟战场测试环境的搭建》文中研究说明军事训练是各国军事建设中的重要环节,而对于世界上各国家来说,实战训练由于会受到安全性、经济水平、国际政治等多个方面的限制,训练效果难以达到制定的目标。因此,虚拟战场环境的应用前景非常广阔,可为人员训练、作战演习及武器开发测试提供与现实中的演习地域一样的仿真环境,还能为特定的训练项目构建出相对特殊的典型模拟训练环境。由于虚拟战场环境在当代军事训练演习中具有经济性、科学性、直观性等多种特有的优点,利用现代发达的计算机技术和虚拟现实技术,研制开发一套配置灵活、画面逼真的模拟战场测试环境是非常必要和重要的。开发一个真实度特别高的虚拟战场环境,需要的两个关键技术分别是渲染和特效。如需渲染达到较快的速度,就要对真实地形的三维模型创建和大规模场景的简化提出较高的要求,开发时需兼顾渲染实时性和绘制逼真精度的矛盾。目前为止,使用Unity3d引擎与真实地形数据相结合的虚拟战场真实地形创建技术的研究是非常少的。本文为了在绘制兼具高精度和较快渲染速度的真实地形,在创建地形时使用了真实地形卫星图及其高程图,并且经过对传统网格简化算法进行对比分析后使用了边折叠递进网格算法的三角形网格折叠LOD简化算法对地形进行了简化,在保证渲染效率的同时也保证了地形的逼真度。并深入研究了粒子系统的基本原理,在进行特殊效果模拟时使用将粒子系统和纹理映射结合在一起的技术,来达到使渲染粒子的复杂程度降低的效果,对雨雪天气环境以及爆炸时的烟雾特效进行了模拟,并且雨、雪的大小能够跟随不同的作战需求进行实时调整。为了达到让参训人员更完整地识别、熟悉各种型号的战车的目的,对可以全方位展示虚拟战车的模块进行了设计与实现。本文使用了Unity3D中的对象池技术,实现了虚拟战场展示模块,经过使用对象池技术进行优化后,使得该模块占用较少资源的同时该模块中出现的战车可以随时高效的被调用。其次,利用场景漫游技术设计开发了虚拟战场场景漫游模块,并使用刚体系统对重力进行模拟,让受训人员在训练之前了解训练中的实际作战环境,为训练做好准备。为了使战场环境更加逼真,设计实现了智能战车系统,采用了Nav Mesh组件实现战车行驶的路径规划,并且为了增强战车的判断自主决策能力,使用Unity3D中的感应器和触发器实现了简单的听觉和视觉智能感知系统,在该系统的设计中还对系统的自主决策能力进行了设计。设计了相对应的有限状态机和自助行为决策系统,这样能够使得该战车在在作战环境中做出较为准确的行为。

王林云[3](2020)在《多分辨率海陆一体化三维地形建模》文中认为海陆地形是自然资源监测的重要内容,是进行海岸带城市规划、生态环境保护必不可少的基础地理要素。实现海陆一体化三维地形建模,对于陆海统筹的自然资源监测监管和国土空间规划具有重要意义。目前对于地形的建模主要采用不规则三角网(TIN)进行实现,但是传统基于TIN的多分辨率表达方法存在许多问题,比如数据存储的冗余、尺度变换的跳跃等。为了解决这些问题,本文提出了基于细节增量模型的多分辨率三维建模方法,应用于海陆一体化数据的地形模型构建与可视化。本文的主要工作如下:(1)海陆数据融合和并行构网。本文先对水上激光点云数据和水下多波束测深数据进行格式、基准和数据结构的合并统一,然后采用自适应四叉树方法对合并后的最终点云进行分割,使各个分割后的子块尺寸与点数在需求范围内,实现基于点群密度的自适应分块。同时借助OpenMP的CPU并行技术对子块内的点数据按照各自的凸壳边界进行三角网的构建,以提升整体构网的效率,最后得到初始的海陆一体化地形模型;(2)基于细节增量模型的多分辨率地形构建。本文根据最小二次误差(QEM)对每一子块中的初始复杂地形网格进行细节增量的边折叠化简初始化,并将每次化简过程中变化的三角形存储为细节增量信息,最终化简的地形网格成为初始概略模型。借助初始概略模型和一系列的细节增量信息,实现地形网格任意尺度的简化与细化的重构,以此完成多分辨率地形结构构建;(3)多分辨率三维渐进式表达。本文通过将每一尺度的总体最小二次误差(MMQE)作为最小可辨识目标(SVO),结合四叉树子块与细节增量模型的多分辨率结构,来实现模型尺度细节适应人眼辨识度的切换,完成海陆一体化多分辨率三维模型的渐进式表达。本文采用西沙甘泉岛的水上水下地形数据,基于C++语言和OpenGL、QT进行研发,对上述理论和方法进行了验证。实验结果显示,本文的构网算法相比传统方法可以提升一倍以上的效率,而在进行渐进式表达时的帧数都能保持在25帧以上,可以满足交互流畅度要求。并且相比传统静态多分辨率表达,本文方法拥有更低的数据冗余,更加细腻的层次细节变化以及更加准确的渐进式表达效果。本论文研究成果已经集成至海底地形地貌后处理系统中。

林鑫[4](2020)在《三维地形的简化与实时渲染技术研究》文中研究指明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。

冯首道[5](2020)在《基于GPU的散乱点云快速网格化及模型渲染技术研究》文中认为随着计算机图形学的发展,基于点云的三维重建技术在虚拟现实、机器视觉和逆向工程等领域得到越来越广泛的应用,与之相关的软硬件技术也得到了快速地发展。点云采集设备精度不断提高,点云获更加便捷,重建过程也更灵活。随之而来的问题是采集到的点云数据呈海量式增长,而很多项目对模型重建的实时性要求又很高,对现有的点云重建算法,尤其是网格模型构建以及渲染阶段的算法效率提出了更高的要求。本文围绕散乱点云快速网格化以及模型渲染问题,深入研究了点云数据结构与网格模型快速构建、网格模型实时渲染等关键技术,并设计实现了一个散乱点云渲染系统。通过改进八叉树节点数据结构,设计两个查找表,实现了基于GPU的八叉树数据结构构建,以此为基础,提出了GPU泊松重建算法。通过GPU并行算法计算求解泊松方程,采用GPU移动立方体方法提取等值面构建点云的网格模型,使得网格构建效率提高了10倍。在网格模型渲染阶段,首先通过预处理并行生成LOD渐进网格,保存网格折叠信息,重新排序网格数据;渲染时以网格包围盒在屏幕的投影面积为权重进行LOD模型选择,采用GPU流帧一致性算法生成当前帧需要渲染的LOD网格,最后通过VOBs技术进行渲染,实现了网格模型的实时渲染与交互。为了验证本文算法的执行效果和效率,以OSG为渲染引擎,嵌入QT编写的UI界面,设计实现了散乱点云渲染系统。通过界面接口实现点云模型的加载以及LOD模型信息与折叠信息的输出,通过参数设置接口设置算法参数,算法执行结束对结果进行展示。经过实验测试,本文给出的点云快速网格化以及模型渲染的相关方法均达到了预期效果。

刘峻豪[6](2020)在《基于Unity3D的模块化生产线故障仿真及虚拟调试系统研究》文中指出随着自动化物流生产线技术在工业生产中的普及和发展,对自动化物流生产线人才的需求更加迫切,但目前存在员工培训手段单一与培训过程交互性差等不足。本文以某卷烟厂的模块化烟草物流生产线实训装置为基础平台,针对其生产过程中的常见故障,研究基于计算机仿真技术并结合设备实际运行情况进行故障现象仿真的方法,可支持培训人员对设备故障进行虚拟调试,以起到对员工进行故障培训教学的效果。论文首先介绍了模块化物流生产线结构组成与运行特性,并针对生产线的故障特性对系统的总体需求进行了分析。从系统设计角度出发,利用Unity3D中的UGUI与NGUI组件搭建了仿真平台的界面,通过Maya中的Polygon与约束技术建立了可由脚本驱动的物流生产线三维模型,并使用Animation动画机的关键帧技术通过控制单帧模型的实时状态制作了基础的故障仿真动画。以控制场景摄像机的方式设计了系统的漫游机制,并在此基础上采用LOD算法压缩了模型的三角面数量,对虚拟场景的显示效果进行了优化。收集并归纳了物流生产线设备常见的故障案例,以SQL Server2012为数据库开发软件,通过确定各属性表格的主键与外键,建立了详尽的故障数据库以便为培训人员提供各类故障实例与解决方法,通过ado.net访问方法实现了Unity与数据库之间的通信。随后论述了故障仿真与虚拟调试系统的具体实现过程,介绍了几种用于故障现象仿真的机制并以码垛模块中的ABB-IRB120机器人为例,采用数学模型分析法研究了其动力学模型,并调用PhysX物理引擎从机理上仿真了机器人执行器的动力学故障现象。并利用第三方插件PlayMaker设计了一种可让培训人员依据提示对故障设备进行虚拟调试的功能。最后结合FSM状态机与Unity的事件监听系统建立了可对培训人员调试水平进行判定的评价机制。本文基于三维引擎软件Unity3D设计出一套故障仿真实验平台,该平台有助于培养制造业相关技术型人才队伍,便于其了解生产线故障发生的机理、排除故障的手段,提高培训人员实际生产中的操作能力与专业基础知识。

贺佳佳[7](2019)在《Revit模型的轻量化研究》文中指出从BIM技术的产生到不断推广使得越来越多的建筑从业人员学习并应用它,Revit软件作为BIM技术的主要建模软件得到了很多建筑设计师的青睐。但是新的问题也在应用它的过程中随之产生,如要求超高的电脑配置、打开大体量Revit模型时系统变卡顿、无法满足非设计人员对模型细节的查看等。针对这些问题的出现对其进行轻量化的思想便应运而生。本文在这样的背景下展开对Revit模型的轻量化研究。随着WebGL技术的发展使得大多数主流浏览器支持了WebGL,这为模型在浏览器端的显示提供了可能。本文将Revit二次开发技术与WebGL技术相结合,开发出Revit轻量化模型显示平台。研究的难点在于对Revit模型几何的转换和模型的渲染优化。主要工作如下:(1)模型轻量化处理和数据结构转换。利用RevitSDK提供的IExporterIFC接口函数开发插件将Revit模型导出为IFC模型文件,在深入研究其中所包含的建筑要素和模型轻量化方法的基础上确立了轻量化显示数据和轻量化方法,据此建立轻量化模型和JSON格式文件的数据结构,并利用模型数据导出接口函数对Revit软件进行二次开发,实现模型数据的导出和Revit模型数据结构到JSON数据结构的转换。(2)实现Revit模型的几何转换和轻量化显示。通过对WebGL渲染框架的研究,选择Three.js作为Revit模型的渲染框架。并应用其提供的ObjectLoder函数将模型转换为三角面片实现Revit模型的几何转换,结合WebGL技术和Three.js渲染框架将Revit模型渲染在浏览器端实现轻量化显示。(3)实现Revit模型的三维交互与属性信息的查询。研究轨迹球原理并设计鼠标点击事件,通过TrackballControls.js轨迹球实现模型的三维交互。研究射线相交法基本原理设计相关算法实现模型属性信息的查询。(4)实现Revit模型的渲染优化。针对有限的计算机资源与含有海量数据的大体量Revit模型之间的矛盾,研究线性八叉树算法和LOD算法设计OcLOD渲染优化算法,在不影响模型精度的前提下提高渲染速率。通过对轻量化平台的测试,本文开发的Revit模型轻量化显示平台对模型的展示不仅具有良好的效果而且拥有较好的三维交互体验,具有工程意义和实用价值。

朱声荣[8](2017)在《基于Android的地质三维可视化研究》文中研究说明地质数据具有较强的空间性,三维可视化能更好的体现其空间特性,对地质领域的研究有重要意义。地质数据主要来源于野外地质工作人员的数据采集,提供便捷的移动端三维工具能起到更好的促进作用。移动端的地质三维相关研究较少,本文着眼于移动端地质三维的可视化,主要包括:地质体的三维可视化以及地质符号的三维可视化。考虑移动端有限的存储与计算资源,文章本着提高运行效率、减少存储的原则进行分析设计。地质体的三维可视化研究主要包括地质体的数据模型、数据的拓扑结构、模型化简及多分辨率LOD。地质符号的三维可视化包括点、线、面符号的设计与建模。移动端的可视化系统原型建立在Android系统平台上,实现地质体的基本可视化。本文的主要创新点体现在:在多分辨率LOD的研究中,提出通过分层来解决如何确定视点变化时场景细化程度的问题。在对三维地质符号建模研究中,提出一种三维点符号的自动建模方法,建模基于二维矢量点符号。通过实验证明该方法能有效利用二维符号库资源,减少三维符号的建模工作量与存储消耗。初步完成Android平台上的地质三维可视化系统原型,实现对地质体的可视化。

王倩[9](2016)在《基于LOD和运动预测的大规模地形实时渲染技术研究》文中研究说明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。

吴陶涛[10](2016)在《基于CPU/GPU的混合地形数据并行可视化方法研究》文中指出三维地形可视化技术作为三维地理信息系统(3D GIS)的重要研究方向之一,受到人们的广泛关注。传统大规模地形可视化系统通常采用规则格网(GRID)结构的数字高程模型(Digital Elevation Model)为数据基础表达三维地形,其数据结构简单但表达精度受地形特征影响较大,表达结果具有削峰填谷的“平滑”特征。而不规则格网模型(Triangulated Irregular Networks)可以保留地形特征,弥补规则格网的不足。由于大范围三维地形数据量庞大以及计算机硬件性能的制约,三维可视化时较难将地形数据一次性载入内存并参与渲染。与此同时,随着高性能计算软硬件的发展,并行计算技术为大范围地形可视化提供了新的软硬件技术基础。基于以上背景,本文对于大范围的、具有高精度要求的地形三维可视化,采用嵌入矢量特征数据的不规则格网数据结构与规则格网结构相结合进行表达。以具有多核CPU与高性能计算GPU的计算机为实现平台,从大规模混合地形数据的实时动态简化算法、地形的并行渲染方法以及混合地形场景的组织调度方法等方面出发进行了探讨与研究。研究内容和主要成果包括以下几个方面:1)GRID/TIN混合地形数据连续动态简化算法研究了基于GRID/TIN混合结构地形的视点相关地形动态简化算法。以一定误差阈值为约束,采用视点依赖算法对混合地形格网进行实时简化,通过降低地形场景复杂度提高渲染效率。(1)混合地形的并行可视化方法研究了针对矢量与栅格融合后的GRID/TIN混合结构表达的地形的并行可视化方法。利用多核CPU与高性能GPU并行计算加速特性各自的优点,将渲染过程中部分计算过程并行化,从而降低在计算时间上的消耗,进一步提升绘制速率。(2)混合地形数据组织与调度针对混合地形中GRID与TIN瓦片结构特点,设计了混合地形数据的内外存组织方法,以及基于多级缓冲的多线程分块数据预取调度机制。结合研究内容,本文采用一种基于混合地形数据的并行可视化方法。该方法将分块地形数据以文件形式存储在外存,以基于多级缓冲的多线程调度技术进行数据读取。在地形渲染中,结合多核CPU对混合地形采用基于ROAM(Real-time Optimal Adap-tation Mesh)和 PM(Progressive Mesh)改进的并行简化算法进行地形实时简化,同时运用视锥体剪裁技术以及基于GPU通用计算的光照算法进一步提升可视化效率。并采用嵌入公路特征线的庐山5米分辨率混合DEM数据进行了实验。通过对实验结果的验证和分析,证明本文方法能够有效提高混合地形场景的实时渲染效率,实现混合地形的高效实时漫游。

二、基于三角形折叠的连续多分辨率LOD算法(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、基于三角形折叠的连续多分辨率LOD算法(论文提纲范文)

(1)改进的机场模型简化算法研究及应用(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究的背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 细节层次技术
        1.2.2 三维模型简化
    1.3 本文研究内容
    1.4 本文的组织结构
第2章 相关基础知识
    2.1 三维模型的数据来源
    2.2 三维模型的表示方法
    2.3 三维模型网格简化方法
        2.3.1 静态简化算法
        2.3.2 动态简化算法
    2.4 本章小结
第3章 改进的基于二次误差的边折叠算法
    3.1 基于二次误差的边折叠算法
        3.1.1 边折叠简化算法
        3.1.2 二次误差度量
    3.2 改进的二次误差度量算法
        3.2.1 改进的网格显着性估计方法
        3.2.2 改进的基于曲率的边界保护
        3.2.3 模型几何因子
        3.2.4 模型简化算法流程
    3.3 实验分析
        3.3.1 实验环境
        3.3.2 实验结果及分析
    3.4 本章小结
第4章 机场细节层次模型设计
    4.1 概述
    4.2 基于改进QEM的天府机场模型简化
    4.3 天府机场细节层次模型的具体实现
        4.3.1 切换标准
        4.3.2 数据存储
        4.3.3 平滑过渡
    4.4 本章小结
第5章 实验结果及分析
    5.1 实验环境
        5.1.1 实验平台
        5.1.2 软硬件环境
        5.1.3 实验数据
    5.2 实验结果及分析
        5.2.1 基于改进算法的天府机场简化模型
        5.2.2 结合应用特点的机场细节层次模型
    5.3 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢

(2)基于Unity3D与VR技术的模拟战场测试环境的搭建(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 国内外研究现状及发展趋势
    1.3 本文主要工作
    1.4 本文组织架构
第二章 虚拟战场相关理论基础和技术
    2.1 虚拟现实技术
        2.1.1 虚拟现实技术的概念
        2.1.2 虚拟现实技术的分类
        2.1.3 虚拟现实技术中的关键技术
        2.1.4 虚拟现实技术的发展与应用状况
    2.2 虚拟战场相关概念
        2.2.1 虚拟战场
        2.2.2 虚拟战场环境的组成结构
    2.3 Unity3D开发引擎
    2.4 本章小结
第三章 虚拟战场环境真实地形创建
    3.1 地形创建的基本流程
    3.2 虚拟战场地形创建相关技术
        3.2.1 数字地形的表示
        3.2.2 虚拟地形创建算法分析
    3.3 虚拟地形创建关键技术
        3.3.1 真实地形数据的获取
        3.3.2 真实地形数据转换及网格算法简化
        3.3.3 基础地形模型生成
        3.3.4 地形细节特征处理
        3.3.5 虚拟地形动态渲染优化技术
    3.4 本章小结
第四章 虚拟战场环境模块的设计与实现
    4.1 全方位虚拟战车展示模块
        4.1.1 虚拟战车展示模块设计
        4.1.2 虚拟战车展示模块实现
    4.2 场景漫游模块的设计与实现
        4.2.1 场景漫游技术
        4.2.2 漫游模块的设计与实现
    4.3 天气系统的设计与实现
        4.3.1 粒子系统
        4.3.2 雨雪粒子模型的设计与实现
    4.4 爆炸特效的实现
    4.5 本章小结
第五章 智能战车实体系统设计
    5.1 智能战车系统介绍
    5.2 战车实体的运动系统
        5.2.1 智能战车移动仿真
        5.2.2 智能战车的路径规划实现
    5.3 智能战车感知系统
        5.3.1 视觉感知系统
        5.3.2 听觉感知系统
        5.3.3 智能感知系统详细设计
    5.4 智能战车有限状态机
    5.5 战车CGF实体自主行为决策系统
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
致谢
作者简介

(3)多分辨率海陆一体化三维地形建模(论文提纲范文)

摘要
Abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究思路及关键技术
    1.4 论文的章节安排
2 海陆数据融合和并行构网
    2.1 数据来源及预处理
    2.2 海陆地理空间数据融合
    2.3 基于自适应四叉树的并行构网
    2.4 本章小结
3 基于细节增量模型的多分辨率地形建模
    3.1 细节增量模型基础原理
    3.2 细节增量化简
    3.3 模型细节重构
    3.4 基于SVO的渐进式可视化
    3.5 本章小结
4 系统研发与方法评价
    4.1 基于细节增量模型的多分辨率地形构建
    4.2 海陆一体化三维模型渐进式表达
    4.3 多分辨率海陆一体化三维建模应用
    4.4 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
作者简历
致谢
学位论文数据集

(4)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

(5)基于GPU的散乱点云快速网格化及模型渲染技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景与意义
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 课题研究的背景与意义
    1.2 国内外研究现状及研究难点
        1.2.1 点云网格模型构建的研究现状
        1.2.2 点云模型渲染技术的研究现状
    1.3 本文研究内容与研究思路
        1.3.1 研究内容与结构
        1.3.2 研究思路
第2章 基于GPU的八叉树数据模型构建技术
    2.1 引言
    2.2 基于CPU的八叉树构建
    2.3 基于GPU的八叉树构建
        2.3.1 基于GPU八叉树数据结构
        2.3.2 基于GPU八叉树节点数组构建
        2.3.3 基于GPU计算邻居节点信息
        2.3.4 基于GPU构建顶点、边以及面数组
    2.4 实验结果与分析
    2.5 本章小结
第3章 基于GPU的点云网格模型构建算法
    3.1 引言
    3.2 泊松重建算法原理
    3.3 泊松重建算法实现
    3.4 基于GPU的泊松重建算法实现
        3.4.1 基于GPU计算点云法向量
        3.4.2 计算拉普拉斯系数矩阵
        3.4.3 计算散度向量
        3.4.4 泊松方程的多重网格解算
        3.4.5 等值面提取
    3.5 实验结果与分析
    3.6 本章小结
第4章 基于GPU的点云网格模型渲染算法
    4.1 引言
    4.2 网格模型简化原理
        4.2.1 网格聚类简化算法
        4.2.2 网格增量式删除简化算法
    4.3 基于GPU的LOD算法
        4.3.1 数据预处理
        4.3.2 网格模型渲染
    4.4 实验结果
    4.5 本章小结
第5章 散乱点云渲染系统的设计与实现
    5.1 系统需求分析
    5.2 系统功能设计
    5.3 系统框架概述
    5.4 系统设计实现与测试
        5.4.1 相关技术介绍
        5.4.2 系统实现
        5.4.3 系统测试
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢

(6)基于Unity3D的模块化生产线故障仿真及虚拟调试系统研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 课题研究意义
    1.3 研究现状
        1.3.1 模块化生产线实训系统的发展
        1.3.2 虚拟培训系统的发展
        1.3.3 故障仿真软件的发展
    1.4 本文研究目标
    1.5 本文主要研究内容
    1.6 论文结构安排
    1.7 本章小结
2 系统分析与研究内容
    2.1 模块化物流生产线组成结构及功能
        2.1.1 物流输送模块
        2.1.2 机器人码垛模块
        2.1.3 立体高架库模块
    2.2 故障仿真及虚拟调试系统需求分析
        2.2.1 生产线故障特性分析
        2.2.2 故障数据库分析
        2.2.3 虚拟调试系统分析
        2.2.4 市场需求分析
    2.3 Unity3D开发优势
    2.4 主要技术方案
    2.5 本章小结
3 虚拟场景构建与优化
    3.1 UI界面的搭建
    3.2 物流生产线建模分析
        3.2.1 模块化物流生产线建模的特性
        3.2.2 模块化物流生产线建模的流程
    3.3 模块化物流生产线的建模方法
        3.3.1 建模工具介绍
        3.3.2 建模方法介绍
        3.3.3 码垛机器人三维建模
        3.3.4 三维模型约束关系
    3.4 三维场景漫游的实现
    3.5 故障关键帧动画
    3.6 场景渲染LOD算法
        3.6.1 LOD概念
        3.6.2 LOD算法介绍
        3.6.3 三角形折叠LOD算法研究
        3.6.4 LOD算法效果验证
    3.7 本章小结
4 故障数据库设计与通信
    4.1 数据库设计概述
        4.1.1 建库原则与特性
        4.1.2 数据库主要开发步骤:
    4.2 故障数据库的建立
        4.2.1 模块化物流生产线故障的类型
        4.2.2 故障数据库的规划
        4.2.3 故障数据库的建立
    4.3 数据库与Unity3D的通信
        4.3.1 数据库的访问方法
        4.3.2 具体通信方法
    4.4 物体设备间的通信
    4.5 本章小结
5 系统整体功能实现
    5.1 系统运行流程图
    5.2 故障仿真的实现
        5.2.1 故障现象仿真机制
        5.2.2 数学模型建立原则
        5.2.3 数学模型分析举例
        5.2.4 Unity3D物理引擎仿真
    5.3 虚拟调试的实现
        5.3.1 基于射线技术的物体点选
        5.3.2 调试系统具体实现
    5.4 评价机制的实现
        5.4.1 评价机制概念
        5.4.2 评分原则的建立
        5.4.3 有限状态机序列的建立
        5.4.4 评价机制的应用
    5.5 本章小结
6 总结
    6.1 全文总结
    6.2 不足与展望
致谢
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果

(7)Revit模型的轻量化研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 BIM技术研究现状
        1.2.2 模型轻量化研究现状
    1.3 研究内容与技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
    1.4 论文结构
2 Revit模型轻量化相关理论
    2.1 BIM技术
        2.1.1 BIM的概念与特征
        2.1.2 BIM软件
    2.2 Revit软件与Revit二次开发技术
        2.2.1 Revit软件简介
        2.2.2 RevitAPI
    2.3 模型渲染相关技术
        2.3.1 WebGL技术
        2.3.2 Three.js图形引擎介绍
        2.3.3 HTML5 技术
        2.3.4 JSON数据传输技术
    2.4 渲染优化相关技术
        2.4.1 八叉树场景管理法
        2.4.2 LOD算法
    2.5 本章小结
3 Revit模型几何转换与轻量化显示
    3.1 轻量化模型数据结构的建立
        3.1.1 IFC标准简介
        3.1.2 导出IFC文件
        3.1.3 轻量化模型数据结构的建立
    3.2 Revit模型的几何转换
        3.2.1 JSON数据结构设计
        3.2.2 插件的开发
        3.2.3 JSON格式数据的导出
    3.3 基于WebGL的模型轻量化显示
        3.3.1 WebGL渲染框架选择
        3.3.2 轻量化显示
    3.4 本章小结
4 三维交互与渲染优化
    4.1 Revit模型的拾取
        4.1.1 射线相交法原理
        4.1.2 属性信息查询的实现
    4.2 三维交互
    4.3 渲染优化
        4.3.1 Revit模型场景结构设计
        4.3.2 Revit模型八叉树的构建
        4.3.3 LOD层级的选择
    4.4 本章总结
5 轻量化平台的实现与测试
    5.1 轻量化平台简介
        5.1.1 软硬件平台
        5.1.2 Revit模型数据集
    5.2 轻量化平台的实现
        5.2.1 轻量化显示
        5.2.2 三维交互与属性信息查询
        5.2.3 Oc LOD渲染优化算法实现
    5.3 平台性能测试
        5.3.1 渲染帧率测试
        5.3.2 渲染时间测试
        5.3.3 平台兼容性测试
    5.4 本章总结
6 研究总结与展望
    6.1 研究总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间主要的研究成果

(8)基于Android的地质三维可视化研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究目的及意义
    1.2 相关研究的发展现状
        1.2.1 基于Android的三维可视化研究
        1.2.2 基于Android的地质三维可视化研究
    1.3 本文研究内容
    1.4 论文技术路线及组织
    1.5 本章小结
2 地质三维可视化
    2.1 地质体三维可视化
        2.1.1 数据模型
        2.1.2 拓扑结构
        2.1.3 模型简化算法
        2.1.4 LOD研究
    2.2 三维地图符号可视化
        2.2.1 三维地图符号发展
        2.2.2 三维地图符号建模
    2.3 本章小结
3 基于分层的多分辨率LOD研究
    3.1 模型化简
        3.1.1 二次误差测度
        3.1.2 边折叠
    3.2 数据结构设计
    3.3 三维场景分层
    3.4 多分辨率LOD
    3.5 视点因子
    3.6 本章小结
4. 三维地质符号的建模研究
    4.1 地质三维点符号
        4.1.1 地质点符号
        4.1.2 二维地质点符号表达
        4.1.3 自动三维地质符号建模
    4.2 地质三维线符号
        4.2.1 线符号实现原理
        4.2.2 实验
    4.3 地质三维面符号
    4.4 本章小结
5 基于Android的地质三维可视化原型搭建
    5.1 系统框架设计与相关技术
        5.1.1 系统框架
        5.1.2 JNI
        5.1.3 OSG
        5.1.4 AoDataBase
    5.2 系统原型主要功能及设计
        5.2.1 场景基本设置与实现
        5.2.2 场景的变换
        5.2.3 场景几何信息查询
    5.3 本章小结
6 总结与展望
参考文献
个人简介
导师简介
致谢

(9)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

(10)基于CPU/GPU的混合地形数据并行可视化方法研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状及其分析
        1.2.1 地形简化方法研究现状
        1.2.2 地形并行渲染研究现状
        1.2.3 地形数据组织与调度研究现状
        1.2.4 研究现状分析
    1.3 研究目标、内容和拟解决的关键问题
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 拟解决的关键问题
    1.4 研究方法和技术路线
        1.4.1 研究方法
        1.4.2 技术路线
    1.5 论文的组织结构
    1.6 本章小结
第二章 大规模三维混合地形并行可视化基本原理与方法
    2.1 地形LOD技术基本原理与方法
    2.2 CPU与GPU并行计算架构
        2.2.1 多核CPU并行计算架构
        2.2.2 众核GPU并行计算架构
        2.2.3 CPU架构与GPU架构对比
    2.3 三维地形数据组织与调度
    2.4 本章小结
第三章 GRID/TIN混合地形并行简化方法
    3.1 GRID/TIN混合地形组织结构
        3.1.1 GRID/TIN融合数据
        3.1.2 地形瓦片拓扑关系的构建
    3.2 基于ROAM的GRID地形并行简化方法
        3.2.1 算法概述
        3.2.2 数据结构
        3.2.3 误差控制
        3.2.4 裂缝处理
        3.2.5 算法并行化分析
        3.2.6 算法实现过程
    3.3 基于PM的TIN地形并行简化方法
        3.3.1 算法概述
        3.3.2 PM算法详述
        3.3.3 折叠代价计算
        3.3.4 数据结构
        3.3.5 算法改进
        3.3.6 算法并行化分析
        3.3.7 算法实现流程
    3.4 裂缝消除
    3.5 本章小结
第四章 GRID/TIN混合地形场景组织调度与并行加速渲染方法
    4.1 地形数据外存组织方法
        4.1.1 地形数据外存方法
        4.1.2 地形数据组织方法
    4.2 基于CPU多线程的并行数据调度方法
        4.2.1 分块调度原理
        4.2.2 缓冲区设计
        4.2.3 多线程数据调度
    4.3 基于CUDA的光照并行计算加速
        4.3.1 光照计算原理
        4.3.2 GPU光照并行计算加速
    4.4 地形渲染方法
        4.4.1 视锥体剪裁
        4.4.2 基于OpenGL的并行渲染架构设计
    4.5 本章小结
第五章 实验验证与分析
    5.1 实验方法与环境
        5.1.1 实验方法
        5.1.2 数据准备
        5.1.3 实验环境
    5.2 实验可视化效果展示与效率分析
        5.2.1 GRID简化效果与并行效果分析
        5.2.2 TIN简化效果与并行效果分析
        5.2.3 裂缝消除与视锥体剪裁效果展示
        5.2.4 光照效果与并行效率分析
        5.2.5 总体渲染效果与分析
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 研究结论
    6.2 研究展望
参考文献
致谢

四、基于三角形折叠的连续多分辨率LOD算法(论文参考文献)

  • [1]改进的机场模型简化算法研究及应用[D]. 陈雨. 四川大学, 2021(02)
  • [2]基于Unity3D与VR技术的模拟战场测试环境的搭建[D]. 张心怡. 西安电子科技大学, 2020(05)
  • [3]多分辨率海陆一体化三维地形建模[D]. 王林云. 山东科技大学, 2020(06)
  • [4]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)
  • [5]基于GPU的散乱点云快速网格化及模型渲染技术研究[D]. 冯首道. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
  • [6]基于Unity3D的模块化生产线故障仿真及虚拟调试系统研究[D]. 刘峻豪. 西南科技大学, 2020(08)
  • [7]Revit模型的轻量化研究[D]. 贺佳佳. 西安建筑科技大学, 2019(06)
  • [8]基于Android的地质三维可视化研究[D]. 朱声荣. 北京林业大学, 2017(04)
  • [9]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)
  • [10]基于CPU/GPU的混合地形数据并行可视化方法研究[D]. 吴陶涛. 南京师范大学, 2016(04)

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基于三角形折叠的连续多分辨率LOD算法
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