隨著計算機圖形學技術的發(fā)展和三維引擎技術逐步完善,三維可視化應用已滲透到日常生活和工作中,對三維應用的需求與日俱增。在建筑、交通、電力、安監(jiān)、環(huán)保、軍工等多個領域,三維可視化都有廣泛的實際應用并具有前所未有的全新體驗。三維可視化系統(tǒng)將多種復雜信息融匯在虛擬仿真環(huán)境之中,充分利用了空間的第三個維度,自然呈現三維形體的復雜信息,提升了信息交互的及時性和準確性。由于對三維可視化應用的實時性和真實感的要求逐漸增高,更優(yōu)化的可視化系統(tǒng)架構和實時渲染算法的研究成為了研究重點。亟需構建一套完善的可視化系統(tǒng)應用架構,能夠支持動態(tài)構建應用模型,為具體應用提供便捷的運行管理模式,能夠降低三維可視化應用的門檻,并且加快其研發(fā)的進度。此外,還能夠完善動態(tài)場景的管理,提高場景結構的組織效率,完善三維場景實時渲染(在交互的實時性和場景真實感方面)。針對上述需求和問題,本論文在國家科技重大專項及相關項目支持下,對三維應用服務平臺關鍵技術展開研究,具體研究工作:1.三維可視化服務平臺的管理模型。建立一套完善的可視化系統(tǒng)應用架構,支持動態(tài)構建應用模型,加快三維可視化應用的研發(fā)進度,降低三維可視化應用的門檻。本論文提出基...

【文章頁數】：139 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 論文的背景和意義
    1.2 國內外研究現狀分析
        1.2.1 三維可視化平臺的研究現狀
        1.2.2 三維可視化場景實時渲染的研究現狀
        1.2.3 三維空間場景管理的研究現狀
        1.2.4 三維場景可見性問題的研究現狀
    1.3 研究內容與論文結構
    1.4 本章小結
第2章 三維可視化服務平臺的管理模型
    2.1 引言
    2.2 三維可視化服務平臺架構
        2.2.1 三維引擎架構
        2.2.2 三維可視化服務平臺架構圖
        2.2.3 基于角色、組件、消息的管理模型(ACM)
    2.3 三維可視化服務平臺運行管理模型
        2.3.1 運行管理模型
        2.3.2 角色模型
        2.3.3 多終端應用模式
        2.3.4 構建三維可視化應用邏輯流程
    2.4 實驗與分析
        2.4.1 三維可視化服務平臺運行管理模型的應用
        2.4.2 三維應用構建過程分析
        2.4.3 多終端應用模式分析
        2.4.4 性能分析
    2.5 本章小結
第3章 基于自適應二叉樹和場景圖的場景管理方法
    3.1 引言
    3.2 基于自適應二叉樹的場景空間剖分算法
        3.2.1 自適應二叉樹
        3.2.2 求解分割平面
    3.3 基于自適應二叉樹和場景圖的場景管理模型
        3.3.1 場景圖的組織
        3.3.2 場景管理模型
        3.3.3 核心類關系圖
        3.3.4 場景管理策略
        3.3.5 場景管理時序圖
    3.4 實驗與分析
        3.4.1 基于自適應二叉樹和場景圖的場景管理方法的應用
        3.4.2 三維場景管理應用分析
        3.4.3 算法性能分析
    3.5 本章小結
第4章 基于復雜場景的可見性裁剪算法
    4.1 引言
    4.2 基于優(yōu)化場景結構的視錐體裁剪算法
        4.2.1 前期工作基礎
        4.2.2 空間相關性
        4.2.3 視錐裁剪
        4.2.4 粗略視錐體裁剪算法
        4.2.5 精細視錐體裁剪算法
    4.3 實驗與分析
        4.3.1 基于復雜場景的可見性裁剪算法的應用
        4.3.2 算法性能分析
    4.4 本章小結
第5章 基于GPU的仿真算法模型的實時渲染方法
    5.1 引言
    5.2 池火模型
        5.2.1 池火燃燒速率
        5.2.2 液池半徑
        5.2.3 池火高度
        5.2.4 池火持續(xù)時間
    5.3 基于池火的粒子系統(tǒng)模型
        5.3.1 發(fā)射器發(fā)射面的面積與形狀
        5.3.2 發(fā)射器發(fā)射粒子的高度
        5.3.3 發(fā)射器發(fā)射粒子的速度變化
        5.3.4 池火顏色模型
        5.3.5 粒子初始數量
        5.3.6 粒子初始位置
        5.3.7 池火與環(huán)境障礙物的碰撞檢測
    5.4 基于GPU的粒子系統(tǒng)實現模型
        5.4.1 基于GPU的改進粒子系統(tǒng)模型
        5.4.2 基于GPU的粒子系統(tǒng)實現框架
    5.5 實驗與分析
        5.5.1 應用效果分析
        5.5.2 性能分析
    5.6 本章小結
第6章 結束語
    6.1 論文工作總結
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 研究展望
參考文獻
致謝
作者簡歷及攻讀學位期間發(fā)表的學術論文與研究成果



本文編號：3747726