《TerrainVDR：基于OutofCore的交互式地形并行绘制框架》由会员分享，可在线阅读，更多相关《TerrainVDR：基于OutofCore的交互式地形并行绘制框架（61页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、浙江大学硕士学位论文Terrain-VDR：基于Out-of-Core的交互式地形并行绘制框架姓名：殷萍申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：石教英20060501A b s t r a c tv i s u “i z a t i o no f t e n a i ni sp l a y i n gak c yr o l ei nm a n y 印p l i c a t i o n s ，s u c ha sn i g h ts i m u l a t i o n s ，3 Dg 锄e s ，g e o g r a p h i ci n f o 皿a 廿o ns y s t e m
2、，e t c W i mt 1 1 er 印i dd e v e l O p m e n to f 恤r e m o t es e n s e锄ds a t e l l i t et e c h n o I o g y ，p e o p l ee x p e c tt oi n v e s t i g a t eo rv i e w1 a r g et e r r a i nr e g i o n sw i t hf l n e rp r e c i s i o n 汕o w e v e Lt h ei n t e r a c t i V eV i s l l a I i z a l i o
3、no f1 鹕et e r r a i nd a t a s e ti sr e a l I yag r e a tc h a I l e n g et ou s I n t h i sp a p e w ep r o p o s e 拍i n t e r a c t i V ep a r a l l e lr e n d e r i n gs y s t e mf o ro u t - 0 f - C o r et e r r a i nd a t a s e t T h es y s t e mi si I I l p l e m e n t e di nP Cc l u s t e ra
4、 I l da d o p tr “nm o d eb a s e ds o n f i r s ta r c h i t e c t u r e T h er e n d e r i n gr e s u 垴a r ep r o j e c t e do nal a r g ed i s p l a yw a l l T h es y s t e mi n c l u d e sac o r l 仃o lc l i e n t 肌df i f t e e nr e n d e r i n gs e r v e r s ，w h i c ha r ec o n n e c t e db yh
5、i g hs p e e dE m e m e t T h er e t a i nm o d em e a n st l l a tw es t o r eac o p y0 f t h ew h 0 1 e 把a i nd a 忸i ne a c hr e n d e r i n gs e r v e Lw h i c ha v o i d st l l e 丘弓q u e n c yo ft r a n s m o no fd a t a 洫t 1 1 en e 撕o r k T h es o n 壤r s ta r c b j t c c t I l r ci sc o n V e m
6、 e mf o rt a s kp a n n i o nb e t 、v e 曲r e n d e r i n gs e e LT h ec o 咖1c H 髓ti sr e s p o n s i b l ef o rt l l ec o n 订o l 舭ds y n c h r o n i z a t i o nb e t 、v e e nt h e ”n d e r i l l gs e n ，e r s B e s i d e s ，b o t hg e o m 曲叮c a l i b r a t i o na f l dc o l o rc a l i b r 砒i o na r
7、ep e r f o n e di nt h em u l t i - s c r e e n 廿l ed i s p I a ya I l dg e n e r a t et r 吡1 ys e 蜘l e s sd i s p l a yw i t hh i g hd y n a m i cr a n g e W ep r e s e n tan o v e lv i e w - d e p e n d e n ti n t e r a c t et e r r a i l lr e n d e 血ga l g o r i t h m I no r d e rt oe x p l o i t
8、协ec a p a b i l i t yo f c 咄n t 饼U ，t 量l et e r r a i l lg e o m e n yd a t ai so 唱姐i z e da sq u a d 廿e ，锄de a c hn o d eo fm eq u a d t r c ei sa 仃i 蚰g l em e s h ，w I l i c hi sc o n s 帆c t e da l l do p t 弧i z e do 昏l i n eW i t l ll l i 曲q u a H t ys i m p l i f i c a t l o na n d 订i s 廿i p p i
9、 n ga l g o m f l I n s E a c hn o d ec 蚰b ed r a w0 u tu s i n gas i n 出ec a l l _E ) c p l o i 吐n gt 1 1 e 妇n ec o h e r e n c e ，w ec o n s 劬c tm et e x t u r ed a 乜a sq u a d t r e e ，柚di n t e g 嘶e dw hg e o m e h yq u a d 打c e ，w h i c hl l a I l d l et l l ep r o b l e mo fl a 唱et e x t u r e
10、i nr e a l 一廿m e I n 陀n d e r i n gt i m e ，协ec h o o s i n go fL O Di s 捌V e nb ys c r e e ns p a c ee r r o LT ok e e pt l l ec o n t i n u 时o f t e m i ns u r f k em e s l l ，t l l e S k i n t e c h n i q u ei su s 酣t 0a v o I dT _ 甜a 氐锄dg e o m o r p h 堍i su s e dt or e m o v e 恤V h u a l删缸tw h
11、e ns w i t c h _ m gb 咖e e nd i 位r e n tr e s o l u t i o n so 儿O Dd a 诅F u n h e 瑚o r e ，也ec o m p l e x 时0 f t l e 崩1 d e r i n gs c e n ei sg r e a l l yr e d u c e db yV i e wf 如s t I l mc u l l i n g n l ed e l a yc a u s e db y 血c ae X c h 锄g eb e t w e e l lm a i nm e m o r ya n ds e c o n d
12、a 叮s t o r a g ei st h e眦I e n e c k so fr e a l - t i m er e n d e r i n g砌一o f 二c o f et e m md a t a s e t 肼i c i e n ta u f - c o r ed 缸aI IT c m j n v D R ：基于O u t _ 0 c o r c 的交互式地形并行绘制框架殷萍1 1 引言第一章绪论1 9 9 8 年1 月3 1 日，时任的美国副总统戈尔在加利福尼亚科学中心发表了题为“数字地球：展望2 1 世纪我们这颗行星”的演讲，率先提出了“数字地球”( D 瑭i 诅lE a n
13、h ) 的概念。戈尔在他的文章里面指出“我们需要一个数字地球，即一种可以嵌入海量空间数据的、多分辨率的和三维的地球的表示，可以在其上添加许多与我们所处的星球有关的数据”。通常认为数字地球主要由三部分构成：( 1 )不同分辨率尺度下的地球三维可视化的浏览界面( 2 )网格化的空间信息世界，为用户提供公用信息和商业信息。( 3 )多源信息的集成和显示机制，就是融合和利用现有的多源信息，并将其嵌入数字地球的框架，进行“三维的描述”和智能化的网络虚拟分析。在信息爆炸的今天，“数字地球”能帮助人们还浩瀚的信息海洋中快速的定位和查找信息无疑将对经济发展和社会进步发挥重大作用。基于数字地球的参考模型，很多国
14、家和地区的研究机构和商业组织都开发了应用原型。G 0 0 9 1 e 公司的提供的G 0 0 9 1 em a p 服务凭借D i g i 诅l G l o b e 和E a m l s a t 卫星提供的图片可以为人们提供精确的地理信息。人们可以将将世界每个角落放大或缩小，诸如台湾军方视为最高机密的花莲佳山基地等空军机场、总统府：北京中南海或天安门的情况，都可透过这项卫星图片一览无遗，见图卜1 1 。G o o g l e E a r t l l 采用的3 D 地图定位技术能够利用G o o g l eM a p 上的最新卫星图片使用户在3 D 地图上搜索特定区域，放大缩小虚拟图片，然后形成
15、行车指南。杭州E 都市是全球首个网上仿真城市( 见图1 】2 ) ，可以给市民提供城市电子地图、生话咨询、电子政务、同城电子商务、虚拟社区等服务。3R 碱L 蝻- v D 基于O u 0 c o 他的交互式地形并行绘制框架般萍图l - l - 1 ：9 0 0 9 l e m a p 提供的卫星图片。图1 ，1 - 2 ：杭州E 都市提供的杭州黄龙体育中心定位图。地形，定义为在二维平面上的高度连续函数【B e 唱1 9 9 5 】，通常用均匀采样的高度场来表示地形表明，许多标准的文件格式都采用正规网格来表示，在图形学中一般用三角形网格来表示地形并进行绘制。如果地形用正规网格表示，最精细的地形三
16、角形网格是对最精细采样点的矩形区域用对角线分割，形成两个三角形，则地形的三角形个数随地形尺寸成四倍增长，地形三角形数目与地形尺寸的比例关系如图1 1 3 所示。此外为了加强绘制的真实感，通常采用纹理映射技术。41 n a i n - v D R ：基于0 u t - 碓c o r c 的交互式地形并行绘制框架殷萍图1 - 】- 3 ：三角形与地形尺寸的关系遥感技术，卫星技术的发展，使的获得高分辨的数字几何数据以及影像纹理数据成为可能，但随之也产生了很多的问题，无论在存储上还是绘制上都给我们带来新的挑战，例如5 0 0 k r n 5 0 0 k m 的地形以1 0 m 的分辨率进行采样，将会有2 5 千兆的数据点，如果以1 m 的分辨率进行采样，那么会有2 5 0 G 的数据点，如果每个数据用4 b y t e s 那么地形数据将达到1 I B 的容量。而三角形的数目也达到5 0 0 G 个。随着计算机的发展，计算机的硬件得到了长足的进步，目前主流P c 图形显卡的多边形处理能力已经达到每
