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不对称的Geometry Clipmap算法

张浩  
【摘要】:我们将图形场景分成两类:室内场景和室外场景,针对这两种场景的的优化算法都有各自的侧重点,其中室外场景中的一个关键侧重点就是大地形的绘制。对此国内外学者已经进行了大量的研究,并提出了各种基于细节层次模型(Level-of-Detail,LOD)的快速绘制的算法,Geometry Clipmap 算法是基于规则网格的LOD 算法,该算法提出使用嵌套的规则网格构造地形,并解决了规则网格接边裂缝的问题和绘制速度受地形大小和地形复杂程度影响的问题,实现了稳定的绘制速度。 本文在研究和实现了Geometry Clipmap 算法之后,发现影响该算法绘制速度的决定性因素在于clipmap 的大小,因此对算法中基于中心对称的嵌套规则网格进行了改进,提出了一种不对称的规则网格算法。新算法在整个流程的第一步进行了改进,建立网格的时候采用以每个层次的大小和视点的方向为参数对视点进行了偏移的中心点为中心,构造基于中心不对称的嵌套式地形网格,在视点移动或者方向发生改变后进行L 形区域更新的同时处理由于不同层次单元格间距不等造成的接边单元格重复和丢失的情况,提出了统一的不同层次间的高程插值方法,通过GPU 完成几何平滑过渡和纹理平滑过渡的计算,在应用合成纹理的过程中通过硬件指令计算的表面导数来选取mipmap 层次。中心不对称的算法构造的网格已经接近视锥裁减的结果,因此可以省略中心对称算法在绘制时进行视锥裁减的步骤。


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