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分布式虚拟环境(DistributedVirtualEnvironment,DVE)是将虚拟现实技术和互联网技术相结合而产生的新的研究领域。DVE系统提供给用户共享的三维场景,用户在其中与其他用户或者场景中的对象进行交互。表示三维场景的场景数据的分布、传输和渲染一直以来都是DVE中重要的研究课题之一。远程渲染(RemoteRendering)是有效的增强DVE系统扩展性和应用灵活性的方法之一。三维场景是在地形(Terrain)之上进行构建的,地形的远程传输和本地渲染方法是远程渲染体系结构中的重要组成部分。
本文在总结了目前DVE系统场景数据分布的基础上,提出了一种将数据分布和动态通讯结构相分离的远程渲染体系结构,同时提出了一种地形数据流传输的方法,可以实现地形数据的增量式传输。本文还对现有的一种本地网格构造算法ROAM具体实现提出了一些改进,并基于以上技术提出了一种大规模地形的远程渲染方法。本文的主要工作可以总结如下:
(1)提出了一种适用于DVE系统的远程渲染体系结构,其中数据分布和动态通讯结构相分离,场景服务器可以根据需要采取不同的结构进行组织。体系结构中包含了一种类似于DNS服务的定位服务机制,客户端可以通过定位服务得到保存所需的场号数据的数据服务器地址;
(2)提出了一种大规模地形数据的实时渲染方法,并且对地形网格构造算法ROAM算法进行了改进,在一定程度上提高了渲染速度;
(3)提出了一种地形高程数据的流传输方法,从而可以实现高程数据的增量式传输,减少了地形数据远程渲染时客户端的等待时间。
本文另一方面的工作是建立了一个大规模地形数据的远程渲染的原型,并在校园网内进行了实验,实验验证了本地地形渲染时的渲染所得图像的真实感和渲染速度以及地形高程数据流传输方法的有效性。实验结果表明,本文提出的使用了改进后的ROAM算法实现的大规模地形渲染方法完全可以满足本地实时渲染的需要,地形数据的流传输方法也能够在很大程度上减少用户的等待时间,增强了响应的实时性。