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题目:BH_GRAPH中地形绘制技术研究与实现

关键词:大规模地形渲染;实时图形绘制引擎;图形处理单元;顶点纹理拾取

  摘要

实时三维视景绘制引擎应用广泛,大规模地形绘制作为其不可或缺的一部分,在很多应用实例中起到重要支撑作用。大规模地形实时绘制是计算机图形学领域的研究热点,近来计算机图形软硬件性能提高、技术飞速进步,新的绘制方法不断涌现。本论文在研究当前大规模地形绘制算法基础上,给出一个基于顶点纹理拾取的地形绘制算法,进而使用该算法构建实时三维视景绘制引擎BH_GRAPH的地形绘制子系统。论文从探索如何利用GPU(Graphics Processing Unit,图形处理单元)快速绘制地形出发,找寻解决方案,验证改进。分析实时三维视景绘制引擎BH_GRAPH,最终构建出目标系统。论文具体内容包含以下三个方面:(1)基于顶点纹理拾取的地形绘制算法:Shader Mode 3.0引入的Vertex Shader Fetch(顶点纹理拾取)是GPU可编程图形渲染技术的又一重要进展,本文基于该技术给出了一种地形渲染算法VSF Terrain Rendering,该算法将地形高程数据组织成单通道纹理存放于显存,用于支持视点跟随的LOD(Level Of Detail,层次细节)地形渲染。(2)大规模地形数据调度算法:VSF Terrain Rendering算法本身不能支持大规模地形数据展示,为了使它适用于大规模地形绘制,结合绘制算法特点,本文给出一个大规模地形数据调度算法和相应的地形数据组织结构。调度算法力求地形数据在外存、内存、显存之间合理调度,避免数据调度操作对绘制效果产生可见影响。(3)构建目标系统:本文对大规模地形绘制方法的探索研究成果最终集成在实时三维视景绘制引擎BH_GRAPH中,用于构建该引擎的地形绘制子模块。经实验,使用本文算法构建的地形绘制子系统可以实现大规模地形实时绘制。