第一篇 三维视景仿真及可视化建模第1章 概述 3
1.1 视景仿真 3
1.1.1 视景仿真概念 3
1.1.2 视景仿真技术的发展动态 4
1.1.3 视景仿真技术的应用 6
1.2 常用的三维视景仿真数据获取技术 8
1.2.1 GPS测量技术 8
1.2.2 摄影测量技术 11
1.2.3 激光扫描测量技术 12
1.2.4 遥感技术 14
1.2.5 应用地球物理技术 16
1.3 视景仿真数据可视化建模关键技术 17
1.3.1 点云配准技术 17
1.3.2 曲面重建技术 19
1.3.3 网格孔洞修复技术 21
1.3.4 网格简化技术 22
1.3.5 可见性判断算法 24
1.3.6 大区域纹理映射技术 25
第二篇 三维仿真实体模型的可视化建模技术第2章 散乱点云的配准技术 29
2.1 点云的局部配准策略 29
2.2 点云数据的几何属性估计 30
2.2.1 k-邻域的建立 31
2.2.2 法矢量估算 32
2.2.3 曲率估算 32
2.3 基于几何特征的点云局部配准算法 34
2.3.1 提取配准点 34
2.3.2 点云初配准 35
2.3.3 基于ICP算法的二次配准 37
2.3.4 配准误差度量 38
2.3.5 实验分析 39
2.4 点云的全局配准策略 42
2.4.1 视角分组 42
2.4.2 构造局部最优点 43
2.4.3 全局配准算法 45
2.4.4 实验分析 45
第3章 散乱数据点的网格曲面重建技术 48
3.1 问题的提出 48
3.2 相关技术 49
3.2.1 Voronoi图与Delaunay三角剖分 49
3.2.2 螺旋生长法 51
3.3 曲面重建算法描述 52
3.3.1 相关定义 53
3.3.2 重采样 53
3.3.3 网格曲面重建 56
3.4 数据存储结构 60
3.5 基于重采样的混合曲面重建算法 61
3.6 实验分析 61
3.6.1 重采样 61
3.6.2 网格曲面重建 62
第4章 网格曲面中的孔洞修复技术 65
4.1 问题的提出 65
4.2 预处理 66
4.3 孔洞识别 67
4.3.1 三角网格模型中常见的几种孔洞类型 67
4.3.2 孔洞检测 68
4.4 多类型孔洞总体修复方法 69
4.4.1 基本思想 69
4.4.2 常用的插值函数 70
4.4.3 建立基于径向基函数的局部曲面方程 74
4.4.4 确定约束点区域 75
4.4.5 局部曲面采样 77
4.4.6 孔洞区域的三角剖分及法向调整 77
4.4.7 孔洞区域特征增强 78
4.5 不同类型的孔洞修复 80
4.5.1 一般孔洞的修复 80
4.5.2 岛屿孔洞的修复 80
4.5.3 非封闭孔洞的修复 81
4.6 实验分析 83
第5章 三角网格模型简化技术 87
5.1 问题的提出 87
5.2 基于SOFM神经网络的几何模型的区域分割算法 88
5.2.1 自组织特征映射神经网络 88
5.2.2 三维几何模型中SOFM相关参数的确定 89
5.2.3 算法实现过程 91
5.2.4 过分割区域聚合 92
5.3 基于区域分割的三维模型边折叠简化算法 92
5.3.1 相关内容 92
5.3.2 新顶点位置 97
5.3.3 边的折叠代价 98
5.3.4 各区域简化程度控制及局部效果调节 99
5.4 基于区域分割的三维几何模型简化算法 100
5.5 实验分析 101
5.5.1 基于SOFM神经网络进行区域分割的实验验证 101
5.5.2 与自适应区域生长算法的对比实验 101
5.5.3 基于区域分割的简化算法的实验验证 102
5.5.4 算法执行时间与形变误差比较算法执行时间及形变误差比较 105
第三篇 大规模仿真场景可视化建模技术第6章 大范围场景简化方法 109
6.1 基于金字塔结构的地形绘制算法 109
6.1.1 金字塔分层结构 109
6.1.2 基于金字塔结构的LOD地形简化算法 110
6.1.3 基于视场范围的简化 112
6.1.4 层次间裂缝的消除 113
6.1.5 实验及算法性能分析 115
6.2 基于混合数据结构的简化算法 116
6.2.1 四叉树结构地形数据表示 117
6.2.2 基于四叉树结构的地形分块 118
6.2.3 基于四叉树的TIN网格生成算法 119
6.2.4 数据结构设计 122
6.2.5 实验结果分析 123
第7章 大规模复杂场景的可见性 126
7.1 可见性计算方法分析 126
7.1.1 可见性问题面临的难点 127
7.1.2 常用算法分析 128
7.2 视域剔除与背向面剔除 133
7.2.1 视域剔除算法 133
7.2.2 背向面剔除 134
7.3 基于特征的遮挡剔除方法 135
7.3.1 地形特征的提取 135
7.3.2 基于增量地平线的遮挡剔除算法 140
7.4 实验结果分析 144
第8章 大规模地形数据调度与纹理映射技术 147
8.1 大规模地形数据调度算法 147
8.1.1 大规模地形数据处理技术 147
8.1.2 基于网格分割的数据存储与调度 152
8.2 基于四叉树的多级纹理映射技术 156
8.2.1 多分辨率纹理映射的主要方法 156
8.2.2 基于四叉树的纹理表示 157
8.2.3 多分辨率纹理计算 158
8.2.4 纹理调度算法 159
8.3 实验结果分析 164
第9章 巡航仿真系统及其地形跟随技术 166
9.1 巡航仿真系统组成及功能 166
9.2 地形跟随技术 167
9.2.1 地形跟随技术的实现 168
9.2.2 基于局部熵的地形高程数据处理 168
9.2.3 快速曲率限制平滑算法 169
9.2.4 实验结果分析 171
参考文献 173