基于OpenGL的海岸带三维地形动态可视化研究

摘要

地理信息系统、地理信息可视化、三维显示技术、空间数据处理以及面向对象的模块化程序设计方法等都是研究三维可视化漫游系统的前提和关键。文章阐述了可视化的原理及关键技术手段、地形的真实感图形绘制、数字地面高程构建技术和三维地形的实时动态显示技术等理论，以及用来开发三维图形可视化所采用的OpenGL技术。 在系统分析国内外海岸带三维可视化系统应用情况的基础上，对上述理论和相关技术进行了详细的探讨，对地理信息可视化、数字高程模型可视化、科学计算流场模拟可视化以及波浪模拟可视化进行了分析和研究，并运用面向对象编程方法设计开发了三维图形引擎。文中重点研究了数字高程模型的小波变换简化以及构建多分辨率数字模型中LOD简化技术并进行试验应用。 最后作者以本论文的理论研究成果为基础并结合相关课题，利用VC++开发环境初步研究开发了一套基于OpenGL的三维可视化漫游系统。此系统具有数据导入导出、三维模型的计算机重构显示、数据模型的简化及纹理贴图、设置路径模拟飞行等功能，为河口海岸带的科学研究提供了一种新的手段。

目录

文摘

英文文摘

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第一章前言

1.1研究的目的和意义

1.2三维可视化技术发展现状

1.3三维可视化软件及应用

1.4论文主要工作与总体组织

第二章地学可视化基础理论

2.1特征与框架

2.2科学计算可视化

2.3地理信息可视化

2.4数字地形模型可视化

2.4.1用TIN法构建三维地形

2.4.2用GRID法构建三维地形

第三章基于OpenGL的三维图形开发

3.1 OpenGL简介

3.2 OpenGL在Windows下的工作原理

3.3 OpenGL图形处理流程

3.4 MFC开发OpenGL

3.4.1环境设置

3.4.2窗口初始化

3.4.3引擎功能模块设计

第四章海岸带建模技术研究

4.1三维地形

4.1.1地形可视化

4.1.2地形建模

4.3三维真实感地形

4.3.1构建三维地形模型的数据

4.3.2基本参数的设置和计算

4.3.3纹理映射

4.4波浪数学模型

4.5水流数学模型

4.5.1数学模型计算可视化

4.5.2流场可视化

第五章三维可视化关键技术

5.1 DEM可视化关键技术

5.1.1坐标变换和投影变换

5.1.2三角面剖分

5.1.3顶点法向量计算

5.1.4光照渲染

5.1.5地物模型的建立

5.1.6地物叠加

5.1.7动态图形优化

5.2模型简化技术

5.2.1小波模型简化

5.2.2 LOD模型简化

第六章可视化漫游系统开发

6.1系统设计

6.2开发实例

6.2.1显示与可视化漫游

6.2.2交互查询显示

6.2.3实时计算显示与动画

第七章结论与展望

参考文献

致谢