基于DirectX的真实感地形实时渲染技术-开题报告

下载后可任意编辑一.综述本课题国内外讨论动态，说明选题的依据和意义1.选题意义地形漫游已经被广泛应用于游戏、虚拟现实(VR)、飞行仿真和地理信息系统(GIS)等环境中。在传统的仿真中，地形采纳艺术家手工建模，但是手工建模价格昂贵，而且不能产生连续的细节层次(Level of Detail，LOD)[6]。大规模的地形渲染算法需要采纳细节层次来减少实际需要绘制的地形数据[3]。地形在军事和飞行仿真、虚拟现实(VR)、地理信息系统(GIS)等领域中起着越来越重要的作用[4]。对于数字高程数据，常常使用的规则网格模型是数字高程模型(Digital Elevation Model，DEM)[11]，然而，在大规模地形场景中，DEM 数据就会显得很庞大，甚至于超出普通图形卡的显示范围，使得交互性很差。在实际场景中，观察者在每个观察点所能看到的只是整个数据的一小部分，所以靠近观察者的场景，需要渲染得详细，而远离观察者的场景就不需要那么详细[5]。2.国内外的讨论动态下文对前人提出的各种算法作一个介绍，并进行比较，分析其优缺点。1996 年，Hugues Hoppe 首先提出了将递进网格(Progressive Meshes)应用到地形中，该算法通过一系列的边折迭(EdgeCollapse)，将原始数据网格简化为一个简单的基网格，这样就可以根据其逆操作边分裂(EdgeSplit)将细节逐渐增加到基网格上。它的优点是在简化的过程中自然形成序列和层次结构，可以抽取多个连续的细节层次，支持数据的压缩存储、渐进传输和几何数据重建。1996 年，Lindstrom 提出了一种基于规则网格的细节层次实时高度场(height field)绘制算法[2]。该算法使用三角形进行自顶向下二叉分割细分，引入了四叉树(Quadtree)技术。该算法有个主要的缺点就是随着视点的移动，在构网的过程中会产生顶点裂缝。1997 年，Duchaineauy 提出了实时优化性网格 (ROAM，Real—time Optimal Adaptive Meshes)算法[10]，其基本思想是在对地形进行三维显示时，依据视点的位置和视线的方向等多种因素，对于表示地形表面的三角形片元进行一系列的基于三角形二叉剖分分裂与合并，最终形成和原始表面近似且无缝无叠的简化连续三角化表面。该算法是目前应用最广的一种算法。它也是基于三角形二叉剖分进行实时简化，但是它使用合并三角形队列和分裂三角形队列对网格进行增量式简化和细分。2000 年 ， Willem H ． de Boer 在 MipMap 技 术 的 基 础 上 提 出 了 Geometrical MipMapping 技 术 ， 将 它 引 入 到 ...