基于libMini的动态地形实时渲染算法

为了减少地形动态变化时的地形计算时间,满足动态地形实时可视化的需要,在地形渲染库libMini的基础上,依据地形动态变化的局部性特点,以及库中LOD(Level ofDetail)算法的具体实现方式,运用局部更新的思想,提出了一种动态地形实时计算和渲染算法.算法避免了在地形动态变化时进行大量重复计算,使得在地形动态变化时所需的计算量大大减少,达到实时渲染要求.实验表明,算法使得局部地形动态变化时地形计算和渲染的时间从秒级降低到毫秒级,可以满足实时渲染要求.

动态地形可视化研究

动态地形是指在视景仿真过程中由于环境变化或仿真模型之间的交互而产生的高程和影像数据变化，它是战场仿真的重要研究对象，对战场仿真的逼真度和可信度有着重要影响，直接决定战场模型和地形之间的相互作用方式，如炮弹爆炸产生弹坑，弹坑影响车辆通行。因此，动态地形研究具有重要意义。 本文在开源地形渲染库libMini基础上对动态地形算法进行了研究。libMini库依据视点距离、视角和地形起伏程度对地形进行渲染，具有很好的细节层次模型连续性和较快的渲染速度，支持多分辨率分块地形，在国际上应用广泛，在此基础上进行算法改进和增强可以达到较好的实际应用效果。 首先介绍了libMini的地形渲染算法，并针对该算法计算地形粗糙度的自上而下方法的弱点，提出了自下而上的动态地形高程局部更新算法，将高程计算和渲染速度大约提高了三个数量级，大大改善了动态地形可视化的实时性。由于libMini缺乏动态地形影像更新功能，因此在OpenGL及S3TC纹理压缩算法的分析基础上设计了一种影像更新算法。然后结合高程和影像更新这两个算法实现了一种完整的能够适应多分辨率分块地形的动态地形可视化算法。 最后以虚拟地形工程为例给出了算法的实际应用过程以及相应的弹坑和堑壕模型的动态渲染结果，验证了算法的有效性、实时性和可用性。