关于三维可视化中的地形建模与实现技术研究

《关于三维可视化中的地形建模与实现技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、关于三维可视化中的地形建模与实现技术研究论文关键词：地形建模 虚拟现实 可视化技术论文摘要：三维真实感是科学可视化睐、计算机动画和虚拟现实的キ技术核心，也是时空一体化谫地理信息系统的关键技术；娼而地形建模和可视化则是三辽维场景构造中的重要内容。┐简述三维地形实现过程和地醐形建模常规方法的基础之上庵，重点对OpenGL支持砗下的两类三维地形建模和实欠现技术进行了详细地论述，憋并对两类建模技术和不同的巯实现方法进行了分析和对比己研究；最后，根据其性能对铞比及其各自的特点，给出了徽不同方法的适用场合，从而为地形建模和实现方法的选璜择提供依据

2、和指导。编辑。1 引言20世纪60年樾代以后，地形可视化的概念疆随着地理信息系统的出现而倍逐渐形成。随后以地形地貌咆为研究重点的地形三维可视化技术在地理信息系统(G捣Is)、虚拟现实(VR)⑦战场环境仿真、娱乐游戏、鲎地形的穿越飞行({1yi燎nhr0ugh)土地管理与利用、水文气象数据可视化等多个领域得到了广泛的应用，越来越受到人们的关硷注。坩形可视化…是一门以缥研究数字地形模型(Dig哮italTerrainM皙0de1)或数字高程域(嘁DigitalEleva蓁ti0nFie1d)的显激示、简化、仿真等为内容的罅10/10

3、三维实体构造技术，是三维仃场景构造中的重要组成部分ず和研究重点。本文在基于砰OpenGL的i维地形实恸现技术基础之上，针对不同的三维地形模型方法以及三闫维叮视化等关键技术展开了臭分析，重点研究了基于3D≥sMAx和基于0penG甯L的两类一维地形建模和实戤现技术，并依据多边形数目导、每秒钟帧数、内存使用以遐及cPu效率等指标对其进预行了性能比较。最后，根据酵其性能对比的结果及其各自稆的特点，给出了不同方法的そ适用场合，从而为实际工程应用中的地形建模和实现技粥术的选择提供依据和指导。2三维地形建模与实现方法2．1地形建模当前，利程用0

4、penGL技术构造三维实体的常规建模方法有如洗下两种：1)在三维形体鬼构造软件(如3DsMAx烈等)中完成形体的构造，通缫过相应的方法将3DSMA估x建立的模型转换为0penGL中的顶点数组，最后┪在0penGL下进行显示秋；2)0penGL编程Ⅺ实现三维地形建模，目前常用的方法是先根据特征点高磁程和地形的特征参数如平均瓴高程、高程标准差等)构筑耐地形模型，再利用插值生成氢10/10地形的细节，最后通过色彩和纹理处理形成完整的三维地形。2．2三维地形实肖现的基本方法在实现过程很中，首先得到DEMH数据棒(影像数据)通过相应的数

5、煮据处理，将原始数据转化为三维模型构造所需要的顶点职数据；并利用变换后的数据淠进行模型构造，通过投影变芩换、视点变换等一系列的步啾骤，形成最初的三维地形；锬最后利用光照消隐以及纹理蜗映射技术的后期加工和处理，真实感的三维地形最终成旗型。基于OpenGL技芟术的三维地形的基本实现过弄程如图1所示，而本文将重妄点论述基本过程中的三维数狻字地形模型构造的方法。下衲面将介绍利用0penGL疽技术构建三维地形的建模技术和实现方法。3基于3钪DSMAX的地形建模与实现首先，利用经过处理后淠的DEM数据，在3DsM瞑Ax软件下建立数字地形(褐

6、3DsMAx建模的具体方迄法和步骤见相关技术文献)Ｆ。通过3DSMAx建成榷的数字地形如图2所示。当3DsMAx模型建立完成冼之后，就需要将此模型转换为0pen-GL中的顶点它数组。有三种方法可以实现な上述的转换：1)直接对颤3DsMAx模型进行读取恕10/10，将各个信息放入对应的数≤组中； ’2)利用工具橹软件如DeepExplo初ration等，可以将3掌DSMAX模型转换为C语訇言文件，并且在c语言文件贩中将模型信息存储在数组中Ｐ；3)利用已经封装好了锷的3DsMAx文件读取类铪进行模型转换。如使用比较邮广泛的cIJoad3

7、Ds傧类J，它由专业的人员编写锉并封装好，通过包含它的头愎文件和执行文件，并调用相履应的函数即可完成．3d模崤型的转换。这三种方法各婧有优缺点。第一种方法优点鼽是可以选择对自己有用的信申息进行存储，将不关心的信严息进行滤除，提高程序效率，缺点是使用者需要对．3d文件结构有较深的了解，逐并且需要进行大量的程序编丸写，比较费时费力；第二种狙方法优点是不需要具备专业驵的．3d文件结构知识，直衽接通过软件转换，省时省力呔，缺点是大部分软件只能将颉3DsMAx中的顶点数据转换成数组保存，但是将丢失纹理信息，如图3所示；缭第三种方法较好的解

8、决了前滕两种方法的缺点，它既可以稔方便的对3DsMAx模型密进行转换，又不会丢失纹理膪信息，如图4所示。但是缺孺点是它将所有的信息完全的汰保存下来，这样在Open倔GL渲染的时候会增加系统使的运算量，降低程