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《河海大学》 2004年
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水利工程复杂虚拟视景建模及软件加速技术的研究

刘惠义  
【摘要】:用计算机生成真实感强的虚拟视景,并与视景实时交互是虚拟现实领域最具挑战性的研究方向之一。本文在认真分析和总结相关工作的基础上,结合“引江济太三维动态模拟系统”等课题的需求和应用,从图形动态模拟的角度出发,以真实感和实时性为目标,重点针对水利工程复杂视景的处理需要,系统研究复杂视景的三维建模、视景交互及可见性判定、多细节层次模型简化等软件加速技术及它们的实现技术,取得了一些成果,所做的主要工作和研究成果如下: (1) 研究水利工程数字高程模型及地物模型的建立方法;给出一种基于3D结构和图象混合模型的建模方法。该方法根据图象的边缘特征,利用逆投影变换得到模型的三维空间参数和视点位置参数。 (2) 研究三维视景的实时交互技术、碰撞检测技术和三维物体拾取技术,针对虚拟视景交互漫游的碰撞检测问题,提出了碰撞预检测和碰撞精检测相结合,并通过对视点的运动参数估计快速进行碰撞预检测的解决方法;针对在虚拟视景的特点,提出一种简明、高效的三维物体选取的改进方法。 (3) 分析与比较基于景物空间相关性的消隐方法和基于图象空间相关性的遮挡删除方法的特点,给出一种将BSP树算法和遮挡物思想有机地结合起来,并利用帧连贯性加速每帧图象计算的快速消隐算法。 (4) 根据复杂虚拟视景实时显示的需要,建立基于拓扑结构可变的多细节层次视景模型。研究基于顶点聚类的模型简化方法和顶点对折叠的模型简化方法,提供了一种利用八叉树进行网格模型的自适应划分算法;并给出视点无关网格简化方法和视点相关网格简化方法相融合的水利工程虚拟视景实时绘制方法。 (5) 在对现有的多分辨细节层次地形简化算法的研究基础上,提出了一种基于自适应四叉树视相关的多分辨地形绘制方法,给出了基于四叉树结点块的简化和块内基于顶点的简化相融合的快速简化方法。 (6) 针对一个水利工程虚拟视景系统的具体实例,分析视景系统的框架结构,给出水质水量的计算方法、视景及视景树的构建、视景数据的实时调入及管理和预处理及简化方法,并结合具体项目,给出一个水利工程虚拟视景漫游实例。
【学位授予单位】:河海大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TV222.2

【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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【同被引文献】
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【相似文献】
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5 蒋杰;全球大规模虚拟地理环境构建关键技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
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