【摘 要】
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虚拟现实技术,在军事训练、科学实验、生活娱乐中都随着计算机的广泛使用发挥着举足轻重的作用,是计算机应用领域中一个重要的方面。地形是虚拟自然场景的主体,是人、物承载和交
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虚拟现实技术,在军事训练、科学实验、生活娱乐中都随着计算机的广泛使用发挥着举足轻重的作用,是计算机应用领域中一个重要的方面。地形是虚拟自然场景的主体,是人、物承载和交互的基础平台,所以其是虚拟现实中的重要组成部分。过去地形的绘制通常是静态的,即地形在虚拟现实中地形的几何形状、纹理等都不因交互作用而发生改变,这样必然降低了体验者的真实感,于是人们提出了能实时、交互绘制的动态地形,以满足体验者在虚拟现实中的体验需求。传统的地形算法都是通过CPU完成地形数据的计算更新,随着现代可编程GPU运算性能大幅提高,其编程语言得到改进和优化,使得我们可以将原先很多基于CPU的图形运算转移到GPU上完成,不仅能使CPU从繁重的计算任务中解放出来,也能充分发挥GPU的计算特性,大大提高了地形的绘制速度。本文通过研究以往动态地形绘制的实现算法,采用基于规则网格的ROAM算法,结合误差判据球和顶点DAG图,改进了动态扩展分辨率技术(DEXTER)中扩展顶点的状态判定方法,减少了判定顶点的数量,提高了运行速度。为了能够使用GPU加速动态地形的绘制算法,本文提出了基于三角形地形片的可见对象空间误差计算方法,经过简单的比较对象空间误差值运算,能够快速的判定扩展顶点的活跃状态,通过使用OpenGL中的帧缓冲区对象(FBO)和GPU可编程流水线中顶点着色器纹理拾取(VTF),采用shader编程将动态地形的地形变化计算和维护转移到了GPU中完成,降低了CPU的计算开销,提高了算法的运行速度,实现了动态地形的实时交互和绘制。
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