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基于GPU Tessellation的全球光栅化数据渲染

李尚林  
【摘要】:本文通过利用GPU Tessellation技术,研发了一个新型的3D地球平台,对涉及到的全球高分辨率卫星影像数据、地形数据的组织、渲染等关键问题进行研究,并开展详实的实验和实验数据分析。本文的主要工作可以分为以下四点:1)提出了问题的研究背景,并调研了相关的国内外研究现状。介绍了现有的地球网格化方法、大规模地形可视化方法以及浮点精度的研究现状,并分析了其优点和缺点。2)利用较新的基于OpenGL 4.0、Shader Model 5.0的GPU技术,实现了全球纹理、地形等光栅化数据的组织、渲染,并采用GPU Tessellation技术解决了全球大规模场景的无缝LOD地形渲染问题。3)提出了基于四叉树的变坐标系渲染和对数深度计算方法,解决了全球大场景渲染中单精度浮点数的精度不足导致的图像抖动和撕裂问题,并通过实验证明所提方法的有效性。4)设计并实现了3D地球系统一--VCC Earth平台,给出了该系统的整体框架和关键模块的设计方法,并将上述方法应用到系统中,取得了较好的渲染效果。


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