基于OSG的道路三维实时交互式可视化技术研究

摘要

本文深入研究了道路三维场景组织与管理、道路建模、大规模地形建模、地形模型与线路模型的融合、三维场景交互等关键技术问题,基于三维渲染引擎OpenSceneGraph,综合运用计算机图形学、科学计算可视化、人机交互、数据分页及动态调度等技术构建了道路三维实时交互式可视化平台。主要研究内容及成果如下：
　　 (1)综合运用OpenSceneGraph中的各种节点,采用树状结构组织道路三维场景,既直观的表达了道路三维场景的信息组成,又加速了场景对象的裁减、碰撞检测等操作,提升渲染效率。
　　 (2)基于分割—归并的思想,综合运用OpenSceneGraph几何图元建模、预定义几何体建模以及读取3ds Max模型文件导入场景等方法,实现道路三维模型的快速构建。
　　 (3)使用Virtual Planet Builder建立基于四叉树结构和金字塔模型的多分辨率地形分页数据库,动态调度地形数据,实现大规模地形场景的实时交互式漫游。
　　 (4)提出并实现了地形分页数据库与道路模型的融合算法。检索地形分页数据库,找出与路基边界有叠加区域的地形文件,对该地形区域重新构建约束Delaunay三角网,剔除叠加区域的三角形,实现线路模型与地形模型的融合。
　　 (5)运用本文所述的理论和算法,基于三维渲染引擎OpenSceneGraph,开发了“道路三维实时交互式可视化平台”。该平台可以实现大规模道路三维场景的快速构建,具有交互式漫游、场景编辑及信息查询等功能,已在铁路和公路项目的信息化管理、方案审查与评估等领域获得广泛应用。