大规模地形动态纺纹理生成方法的研究

来源 :北京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chunling329
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基于网络的三维地形交互式实时绘制技术在虚拟战场、三维地理信息系统、三维网络游戏中有非常重要的应用。本课题是基于网络的大规模地形交互式实时绘制系统的一部分,主要研究基于网络的大规模地形动态纹理生成方法。  大量纹理数据通过网络传输到客户端进行显示,这必然受到网络带宽的限制,为解决这一矛盾,使用动态纹理生成技术就非常必要,即基于小的纹理样本在渲染时动态生成纹理数据用于纹理映射,同时需要保证纹理效果和真实地形相似,就需要定义并应用一系列规则控制纹理生成过程。  针对上述问题,本文进行了深入研究并且获得了如下研究成果:  一.定义Land Cover Distribution map,即LCD图表达地貌分布规则。为了保证纹理生成方法的结果符合真实地形,通过观察一定分辨率下的卫星或者航拍图片,提取关于地貌分布的规则,将地貌分布规则定义为LCD图。  二.设计LCD图的存储方式。设计LCD图对于地貌分布规则的合理表示方法以及LCD图与地块和纹理样本的对应方式。  三.研究基于LCD图进行纹理合成的方法。针对某一确定的地貌区域,应用纹理拼贴或者多纹理混合方法生成纹理;针对不同地貌区域的边界,应用基于距离的方法实现纹理的平滑过渡。  四.设计LCD图和纹理样本的传输策略。设计合理的传输策略,使得LCD图和纹理样本与地形几何数据同步,并且避免数据重复传输。  五.实现地形纹理生成系统。本文的解决方案充分利用当今图形硬件GPU的计算能力,将上述方法设计成适合于GPU并行处理环境。  实验表明,本文的方法满足实时绘制系统的要求,纹理数据的传输能够满足网络带宽的限制,实时纹理生成方法能够利用LCD图和纹理样本生成符合真实地形的纹理效果,并且充分利用GPU并行计算能力满足地形实时漫游,同时本文的动态纹理生成方法能够和现有地形绘制系统框架相适应。
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