第1章 绪论 1
1.1 虚拟现实简介 1
1.2 VR面临的最重要挑战 2
1.3 图形生成的加速技术 3
1.4 研究意义 5
1.5 技术路线及组织 7
第2章 地形三维可视化与加速绘制理论与方法 10
2.1 地理信息多维可视化 10
2.2 三维地形的生成方式和可视化模型 11
2.2.1 三维地形的生成方式 12
2.2.2 三维地形的可视化模型 14
2.3 细节层次模型 17
2.3.1 细节层次模型的基本原理 17
2.3.2 细节层次模型的分类 18
2.3.3 基于RSG和TIN的细节层次模型算法对比分析 20
2.4 实时可见性加速算法 21
2.4.1 可见性计算概述 22
2.4.2 通用可见性加速算法 23
2.5 本章小结 25
第3章 基于规则格网的地形实时动态显示算法研究 26
3.1 引言 26
3.2 相关算法回顾与分析 26
3.2.1 基于RSG的静态LOD算法 26
3.2.2 基于RSG的动态多分辨率LOD算法 28
3.3 RSG的树结构与相应的层次模型 31
3.3.1 层次四叉树模型 31
3.3.2 等腰直角二叉树模型 32
3.3.3 层次树中的裂隙问题 32
3.4 四叉树结点数据结构及算法流程 34
3.5 规则格网的数据预处理 36
3.5.1 自上而下的四叉树分割 36
3.5.2 自下而上的参数计算 37
3.6 结点评价体系 37
3.6.1 地形的保守性几何误差 38
3.6.2 基于视觉保持的屏幕投影误差 39
3.7 RSG的动态LOD实时绘制 41
3.7.1 四叉树结点的孤立分割和裂隙消除 42
3.7.2 三角形条带的快速绘制 44
3.8 实验 46
3.8.1 实验1：相同控制因子下的三组地形数据动态表达 46
3.8.2 实验2：不同控制因子下的地形实时表达 47
3.8.3 实验3：基于规则格网实时动态显示的不同算法对比 48
3.9 本章小结 49
第4章 基于3D_DP算法和Quad_TIN的地形实时动态显示算法研究 50
4.1 引言 50
4.2 相关算法回顾与分析 51
4.2.1 不规则采样点的相对重要性判断 51
4.2.2 基于TIN的静态LOD算法 53
4.2.3 基于TIN的连续LOD算法 55
4.3 地图综合中的3D_DP算法 57
4.3.1 DP算法的基本原理 58
4.3.2 三维特征点的提取 59
4.4 Quad_TIN的数据结构及算法流程 61
4.5 不规则采样点的预处理 63
4.5.1 基于3D_DP的不规则采样点重要性排序 64
4.5.2 不规则采样点的四叉树层次分割 64
4.6 结点评价体系 66
4.6.1 模拟误差的计算 66
4.6.2 基于视点的模拟误差 67
4.7 不规则采样点的动态LOD实时绘制 68
4.7.1 误差控制下的采样点孤立分割 68
4.7.2 裂隙消除和三角网的快速绘制 70
4.8 实验 70
4.8.1 实验1：基于3D_DP和Quad_TIN的三组采样点数据动态表达 71
4.8.2 实验2：不同控制因子下的地形实时表达对比分析 72
4.8.3 实验3：基于规则格网和不规则采样点的实时动态显示算法对比 73
4.9 本章小结 75
第5章 地形实时动态显示中的数据组织和可见性加速算法研究 76
5.1 大规模数据的空间分块及组织 76
5.1.1 大规模数据的空间分块 77
5.1.2 地形块的数据组织 78
5.2 视域裁剪 80
5.2.1 视域裁剪的基本原理 80
5.2.2 基于结点包围球和平头视锥体的视域裁剪 82
5.3 基于层叠式山脊线的遮挡剔除 84
5.3.1 地面单点的遮挡剔除算法 85
5.3.2 四叉树结点的遮挡剔除 88
5.4 大规模地形的实时多线程调度 90
5.5 实验 92
5.5.1 实验1：基于RSG的大规模地形三维动态表达 93
5.5.2 实验2：基于不规则采样点的大规模地形三维动态表达 94
5.6 本章小结 96
第6章 总结与展望 97
6.1 研究总结 97
6.2 研究展望 98
参考文献 100