基于三维Delaunay三角网的真三维空间可视化技术研究

来源 :沈阳建筑大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dragon98141
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近年来,随着计算机技术、空间技术和现代信息基础设施的飞速发展,以及虚拟现实(Virtual Reality)、三维仿真(3Dimension simulation)、科学计算可视化等技术的出现,为真实再现客观世界提供了有效的手段。地形三维可视化技术近年来一直是相关领域的热点研究问题,在三维仿真和虚拟地理环境中占有十分重要的地位。随着遥感技术、卫星技术的发展,获取高分辨率的数字高程数据以及影像纹理数据成为可能,也使地形高程数据和纹理数据异常庞大,超出了一般图形系统的实时渲染能力和内存管理能力,对地形的实时绘制也提出了更高的要求。地形三维可视化技术研究的关键问题就是三维地形模型的管理、调度与实时渲染,以达到提高地形实时显示速度和最大程度提高视觉效果的最佳平衡。可视化技术的使用可以帮助我们更加全面和准确地了解空间信息,分析空间规律,甚至可以为空间信息领域的生产及宏观规划进行辅助决策。  只有TIN具有良好的形态,我们才能更好的利用三角网进行问题的分析解决,大量的实验研究表明,Delaunay三角网具有良好的特性,是给定区域点集的最佳三角剖分,且在地形拟合方面表现最为出色。因此本文提出的基于三维Delaunay三角网的真三维空间可视化技术是一项较新的技术,将它用于描述复杂地形的模拟表示,例如山体、隧道等的模拟,可以让我们更好的了解地形并进行分析,以便于为以后的施工建设等做好准备。  本课题研究的真三维(True3D Volumetric Display Technique)是一种立体显示技术,也是计算机立体视觉系统中最新的研究方向。目前的GIS系统可视化技术主要用于满足展示、生产模拟地图,在人机交互的数据可视化方面比较弱,对于时间变化的情况,更多的是支持2维或2.5维空间的可视化。因此,很难满足各种现象及其变化复杂性和相互关系,需要提供多维可视化、多媒体、动态表达和智能可视化等技术的支持,开发实用和成熟的可视化工具。基于真三维的空间可视化技术基于体进行划分,复杂性明显,可更真实地反映客观世界,可以进行三维空间的分析和操作。  本文的工作主要分成两部分:一,使用Delaunay三角网作为工具,分析前人使用的方法,提出自己的算法构造实物的三维模型网格,并对建立的网格进行质量检测,去除网格质量差的四面体,形成完善的三维实物网格图;二,利用OpenGL的强大功能,对构造的网格进行贴图及渲染,以达到更加接近真实实物的三维可视化的效果。实验结果证明,使用该方法描述的实物达到了很好的真三维可视化效果。
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