可见性驱动的连续多分辨率实时地表漫游

摘要

随着计算机技术的飞速发展，计算机仿真、飞行仿真等方面都对地形绘制提出了非常高的要求。一方面场景的复杂度越来越高以及场景数据量的越来越巨大，另一方面对地形的绘制的效果和速率的要求有增无减。当前图形硬件虽然有能力渲染大量三角形面片，但是硬件的几何吞吐量还是一个瓶颈。 本文主要使用了两种技术来克服图形硬件的上述瓶颈。一是可见性驱动地形加速技术，二是连续LOD技术。可见性驱动地形加速技术，是在地形漫游过程中，实时计算当前视点的潜在可见性面片集，将大量不可见三角面片在渲染之前剔除。针对现在大多数连续LOD算法提交给图形卡数据的未优化，以及每帧都需要重建网格的不足，我们提出了一种有效的连续LOD算法，它尽可能保留没有改变的数据的基础上，将改变后的数据采用优化后的格式一次性提交给图形卡，进而减小传输数据的所需的带宽。其次，研究了通过延缓帧的计算，解决以前视点相关LOD算法视敏感性的不足。此外，研究了通过高效的内存数据管理来提高算法性能。实时漫游过程中需要对节点数据的高效管理，我们通过两个内存池来实现高效管理：一个静态的内存池，在初始化时分配所有的内存；一个动态内存池，它为一个链表，指向所有已用内存空间中的空闲的内存单元。本算法采用Microsoft DirectX图形库，在一般的PC机实现并得到了一个较好的视觉效果和漫游帧速率。