基于不規(guī)則三角網(wǎng)的大規(guī)模數(shù)字地形場(chǎng)景實(shí)時(shí)繪制技術(shù)研究的開題報(bào)告

基于不規(guī)則三角網(wǎng)的大規(guī)模數(shù)字地形場(chǎng)景實(shí)時(shí)繪制技術(shù)研究的開題報(bào)告一、研究背景和意義數(shù)字地形是數(shù)字虛擬地球應(yīng)用的重要組成部分，能夠廣泛應(yīng)用于軍事、民用、娛樂等眾多領(lǐng)域。數(shù)字地形場(chǎng)景中的地形數(shù)據(jù)通常保存在數(shù)字高程模型中，數(shù)字高程模型是一個(gè)離散化的三維數(shù)據(jù)集，能夠精確地描述地表的高度信息。目前，數(shù)字高程模型的獲取和處理技術(shù)已經(jīng)非常成熟，但如何快速并實(shí)時(shí)地渲染出大規(guī)模的數(shù)字地形場(chǎng)景仍是一個(gè)重要的研究方向。不規(guī)則三角網(wǎng)是數(shù)字地形場(chǎng)景中常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，具有靈活性和可擴(kuò)展性，能夠準(zhǔn)確地表示地形的復(fù)雜性?，F(xiàn)有的數(shù)字地形繪制技術(shù)大多基于規(guī)則網(wǎng)格進(jìn)行渲染，但是規(guī)則網(wǎng)格在處理不規(guī)則地形時(shí)存在一些問題，例如難以處理地形中出現(xiàn)的奇怪形狀和精度不足等問題。因此，基于不規(guī)則三角網(wǎng)的數(shù)字地形場(chǎng)景實(shí)時(shí)渲染技術(shù)研究具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。二、研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線本課題旨在研究基于不規(guī)則三角網(wǎng)的大規(guī)模數(shù)字地形場(chǎng)景實(shí)時(shí)繪制技術(shù)，重點(diǎn)研究以下內(nèi)容：1.不規(guī)則三角網(wǎng)的構(gòu)建與優(yōu)化。采用現(xiàn)代幾何處理算法，實(shí)現(xiàn)不規(guī)則三角網(wǎng)的自動(dòng)構(gòu)建與優(yōu)化，并考慮其與數(shù)字高程模型之間的對(duì)接。2.基于GPU加速的地形幾何細(xì)節(jié)的渲染技術(shù)。應(yīng)用現(xiàn)代圖形學(xué)和可編程著色器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)地形渲染的高效、實(shí)時(shí)優(yōu)化，并實(shí)現(xiàn)地形細(xì)節(jié)的動(dòng)態(tài)變換和幾何優(yōu)化。3.地形紋理的高效應(yīng)用技術(shù)。研究高分辨率地形紋理生成和高效渲染技術(shù)，實(shí)現(xiàn)地形顏色和紋理的真實(shí)呈現(xiàn)。技術(shù)路線如下：1.原理分析。解析不規(guī)則三角網(wǎng)的構(gòu)建和優(yōu)化原理，實(shí)現(xiàn)與數(shù)字高程模型之間的對(duì)接。2.算法研究。從幾何和圖像兩個(gè)方面研究地形幾何優(yōu)化和紋理渲染算法，并設(shè)計(jì)基于GPU加速的算法實(shí)現(xiàn)技術(shù)。3.系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一個(gè)數(shù)字地形實(shí)時(shí)繪制系統(tǒng)，對(duì)多種復(fù)雜地形場(chǎng)景進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證。三、預(yù)期目標(biāo)和創(chuàng)新點(diǎn)本課題的預(yù)期目標(biāo)是在不規(guī)則三角網(wǎng)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)一個(gè)大規(guī)模數(shù)字地形場(chǎng)景實(shí)時(shí)渲染系統(tǒng)，并取得以下成果：1.實(shí)現(xiàn)基于不規(guī)則三角網(wǎng)的數(shù)字地形高效渲染技術(shù)。2.實(shí)現(xiàn)高效渲染大規(guī)模地形場(chǎng)景的地形細(xì)節(jié)技術(shù)。3.實(shí)現(xiàn)高效渲染地形紋理技術(shù)。創(chuàng)新點(diǎn)如下：1.基于不規(guī)則三角網(wǎng)的大規(guī)模數(shù)字地形場(chǎng)景渲染技術(shù)。2.基于GPU加速的數(shù)字地形場(chǎng)景實(shí)時(shí)繪制技術(shù)。3.高效渲染地形紋理技術(shù)。四、研究計(jì)劃和任務(wù)分工本課題共分為四個(gè)階段，預(yù)計(jì)完成時(shí)間為兩年。各階段的任務(wù)和分工如下：第一階段：研究不規(guī)則三角網(wǎng)的構(gòu)建和優(yōu)化技術(shù)。（負(fù)責(zé)人：王明，3個(gè)月）第二階段：研究基于GPU加速的地形幾何細(xì)節(jié)渲染技術(shù)。（負(fù)責(zé)人：李華，6個(gè)月）第三階段：研究地形紋理的高效應(yīng)用技術(shù)。（負(fù)責(zé)人：張強(qiáng)，6個(gè)月）第四階段：設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)數(shù)字地形實(shí)時(shí)繪制系統(tǒng)，并對(duì)多種復(fù)雜地形場(chǎng)景進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證。（負(fù)責(zé)人：陳維，9個(gè)月）五、預(yù)期成果和應(yīng)用前景本課題的預(yù)期成果將主要包括以下方面：1.論文若干篇，第一作者發(fā)表2-3篇SCI論文。2.基于不規(guī)則三角網(wǎng)的大規(guī)模數(shù)字地形場(chǎng)景實(shí)時(shí)繪制系統(tǒng)。