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地形模型实时多分辨率显示算法的研究

1视域裁剪在地形的三维可视化中,地形模型的数据量很大,往往包含数以百万计的三角形,如对它们一一进行绘制,对图形系统是一个很大的负担。如果能在实时地形绘制中,事先剔除用户不可见的部分,则无疑可以有效地提高地形实时绘制的速度[1,2]。在实时显示过程中,视点参数(视点位置、观察方向、视区中心位置等)都在不断地变化之中,这就要求视区裁剪也不断地进行,当视点参数变化一次,视区裁剪也要进行一次,它直接影响到整个绘制算法的效率。为了提高视区裁剪的速度,首先从根节点(覆盖整个地形区域的地形节点)0开始,先测试它是否可见,若是,则把根节点0分成4个子节点1,2,3和4;再从节点1开始,顺序测试一节点2,3和4,一直递归进行直到结束。以节点1为例,因为它可视,则把它分成节点5,6,7和8,因为节点5和节点6不可视,不再对它们的子节点进行测试,而节点7和节点8可视,则必须进一步分解。从图1中可以知道,这种测试方法共测试了41个网格。综上所述,采用四...  (本文共4页) 阅读全文>>

武汉大学
武汉大学

大规模地形实时动态多分辨率显示关键算法研究

虚拟环境下的三维地形建模和可视化显示一直都是虚拟现实在地学中的重要研究领域,而大范围地形场景的三维可视化又是一项非常富有挑战性的课题,对于大范围的地形特征来说,一方面要保持其逼真的视觉效果,另一方面又要有较高的帧速,然而即使在当前高速发展的硬件条件下,也是难以满足二者要求的,因此,学者提出了很多有效的解决途径,但在某些方面也存在一些问题:(1)多采用静态细节层次模型实现精度和速度的统一,在一定程度上减少了数据量,提高了三维显示的速度,不过静态LOD存在着模拟切换跳跃感强、显示层次较少等问题。(2)尝试采用连续LOD和多分辨率LOD算法实现地形动态显示,并取得了较好效果,但存在实时细节判断复杂,难以适用于大规模地形的问题。(3)采用的数据模型多为规则格网,尽管可以利用其简单的矩形排列方式,方便计算机读取和处理,但数据冗余度大,不易准确表达地形细部;虽然不规则采样点冗余度低,便于按照地形特征表示高程信息,但三角网的不规则性和拓扑复杂...  (本文共127页) 本文目录 | 阅读全文>>

《计算机工程与设计》2007年18期
计算机工程与设计

基于线性四叉树的快速邻域查询算法

0引言位置服务系统(location-basedservice,LBS)是计算机技术、无线定位技术、无线通信技术和GIS技术等相互结合的综合产物,能在任意时间、地点为任何人、事物提供位置相关的服务,即提供4A(anytime,anywhere,anyone,anything)服务。若将其嵌入到移动终端中,将展现巨大的市场潜力。邻域查询作为LBS的一项基本服务,用于查询与指定区域(或对象)邻接的其他区域(或对象),它与数据模型密切相关,不同的空间对象数据模型将导致不同的邻域查询实现方式。栅格数据模型是面向地理区域的,因此基于栅格的邻域查询寻找与指定区域相邻的其他区域;而矢量数据模型是面向空间对象的,因此基于矢量的邻域查询寻找与指定空间对象邻接的其它空间对象。当数据量大、分类少且相同类别所占面积较大时,采用基于栅格的邻域查询具有较高的查询效率;若对象的分类多或比较零碎时,则宜采用基于矢量的邻域查询。四叉树是一种有效的栅格数据压缩方法...  (本文共3页) 阅读全文>>

《测绘信息与工程》2010年05期
测绘信息与工程

一种可扩展的线性可排序四叉树空间索引

空间索引是实现海量数据管理的关键技术之一,直接影响空间数据库的整体性能。目前国内外主要的空间数据库大都采用R树系列和四叉树系列空间索引[1]。R树是一种重力平衡树,其设计满足空间搜索访问尽量少的结点的要求,具有很强的灵活性;但空间数据的插入、删除算法复杂度比较高。四叉树是一种结构清晰、构造简单的层次数据结构,与R树相比更新计算量要小得多;但可调节性比较差,查询效率不高[2,3]。为了在更新代价和查询效率两方面取得平衡,对四叉树空间索引进行了改进,设计并实现了一种可扩展的线性可排序四叉树空间索引。解决了四叉树扩展性差的问题,实现了大数据量的高速查询。1空间索引的设计四叉树结构简单,生成和维护比较容易;插入和删除操作简单方便,平均耗时远小于R树的插入和删除的花费[2,4]。但传统的四叉树索引的不足主要是:①可调节性比较差:当索引区域的范围发生变化时,索引需重建;②在四叉树级数较大、查询区域涉及的结点量很大的时候,效率不高。改进的线性...  (本文共3页) 阅读全文>>

《航空计算技术》2003年02期
航空计算技术

四叉树法网格划分的数据结构及算法设计

引言四叉树法在平面网格划分领域中被广泛地使用,它源于计算几何造型中一门十分重要的技术———空间离散技术。它的基本思想是:取平面实体模型的外接正四边形,把它等分成四个小的正四边形,然后递归划分没达到网格划分精度要求且部分或全部包含在实体模型内的小正四边形。1 四叉树法网格划分的数据结构设计取剖分区域的外接正四边形,用根结点表示。子结点表示父结点经过剖分后的子区域,每个结点的度数或是0或是4,度数是结点的子结点个数。结点可分为三类:第一类为黑结点,表示此结点代表的四边形区域完全包含在分析域内;第二类为白结点,表示此结点代表的四边形区域全部在分析域外;第三类为灰结点,表示此结点代表的四边形区域部分包含于分析域内。结点设计为结构,表示如下:structquadtree{  dotvertex[4],center[5];  intorder; intflag; structquadtree child[4], parent;};其中,ve...  (本文共4页) 阅读全文>>

《机器人》1987年04期
机器人

四叉树与数据压缩

1引言 四叉树是一种分层的图象表示结构,在许多应用领域,对一般的图象阵列而言,四叉树结构具有无法比拟的优越性。四叉树最早用于二值图,近来又朝多值图发展。如〔1〕〔2〕的作者把四叉树用于表示16个灰级的图示性图象。 对一幅象素数为N£二2”*2’的图象,与之对应的完全四叉树的结点数为NCt=(4*2”*2”一工)/3。一幅图象的四叉树结点数Nt与灰度级的动态范围、画面的复杂程度有关。作为极端的二值图有Nt22%,2”。2,,(2’。2.为图象 阵列的大小) 这一点是满足的。因为根据实验,_256级的一般性图象四叉树的结点数为原图象阵列所 需字节数的70%一130%,一不可能达到象简单 图象(如图示性图象)那样低于22%的压缩效 果。故采用顺序完全四叉树是有益的,且在动态运算完毕,我们还可将它转换为不完全四叉树的形式或以后提到的类型码形式以进一步节 省存储量。_ 我们采用广度周游而不是深度周游是有一 定道理的。如前所述,广度法具有明...  (本文共5页) 阅读全文>>

大连理工大学
大连理工大学

非均质材料等效导热系数预测的四叉树-比例边界元法

非均质材料在诸多工程领域发挥着重要的作用,等效导热系数是评价非均质材料传热性能的最重要指标之一,对材料的设计和应用具有重要的意义。在非均质材料等效导热系数的预测中,解析方法和数值方法是两种主要的求解手段。解析模型通常需要对夹杂的形状和分布做一定的假设,并且其计算精度可能受到体分比变化的影响,因此,发展等效传热系数预测的数值方法具有重要的意义。等效导热系数数值计算的一个主要挑战在于,在求解非均质材料的传热问题时,由于夹杂的存在,常规的有限元计算可能需要大量的网格,造成较大的计算量,当考虑材料分布的随机性时,计算量将进一步的加大。本文提出了一种新的基于四叉树/八叉树-比例边界有限元方法的传热分析方法,并将这种计算模型和传热反问题相结合,提出了一种新的二维和三维非均质材料等效导热系数数值计算模型。其主要优点在于:1.四叉树/八叉树是一种便捷的网格生成技术,非常适合于网格自适应加密和基于图像的分析;2.比例边界有限元方法(SBFEM)可...  (本文共62页) 本文目录 | 阅读全文>>