基于OpenGL的道路三维可视化系统设计与实现

摘要

可视化技术、三维地形等领域方面在全球取得了巨大的进步，都是基于计算机图形技术的迅速发展的基础上实现的。也正是有了计算机相关的硬件以及相关技术有了迅速发展，使得三维地形建模、可视化技术相关的研究越来越广泛，越来越多的大、中、小型企业和高等院校也加入其行列，并且取得的成果也是丰富的。 本文首先根据三维可视化技术为基础的道路信息研究在国内外的现状，以及对三维可视化的研究背景和三维可视化技术研究的意义分析，提出本文的主要工作重点和主要的创新点。在实现基于OpenGL道路三维可视化系统的过程中，研究了大规模地形和影像纹理的自分块算法。为了得到清晰的三维图像，使用户得到更好的三维场景漫游体验，还研究了节点评价系统和系统优化算法，消除纹理映射过程中产生“空洞”的隐患。并且通过系统优化算法实现了对分辨率的分层实现，以便有更高的清晰度，满足用户要求。 本文在对已有三维空间数据模型进行分析的基础上，设计出使用于道路设计应用的三维可视化道路模型，以满足道路设计中成果可视化、分析应用和专题信息管理的需要。综合应用计算机图形学、计算几何和几何造型学、科学计算可视化、虚拟现实等理论和技术。研究了基于OpenGL的三维模型调用和三维可视化显示的具体实现，设计出了软件的具体功能，包括坐标的显示功能、漫游功能和三维路线设计等。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究意义

2 相关技术简述

2．1 OpenGL相关简介

2．1．1 OpenGL概述

2．1．2 OpenGL的特点及功能

2．1．3 OpenGL工作流程和绘图流程

2．1．4 OpenGL变换

2．2 Oracle数据库技术

2．2．1 Oracle数据库简介

2．2．2 Oracle数据类型和编程接口

2．2．3 Oracle OCI编程接口介绍

2．2．4 Oracle OCI编程简介

3 道路三维可视化系统的需求分析

3．1 道路三维可视化系统的功能性需求分析

3．1．1 项目管理系统功能模块

3．1．2 大规模地形三维可视化系统功能模块

3．1．3 三维路线设计系统功能模块

3．1．4 三维场景漫游系统功能模块

3．2 道路三维可视化系统的非功能性需求分析

3．2．1 系统运行环境分析

3．2．2 性能需求分析

4 道路三维可视化系统的概要设计

4．1 系统的体系结构概要设计

4．2 道路三维可视化系统功能的概要设计

4．2．1 项目管理系统功能的概要设计

4．2．2 大规模地形三维可视化系统功能的概要设计

4．2．3 三维路线设计系统功能的概要设计

4．2．4 三维场景漫游系统功能的概要设计

4．3 道路三维可视化系统数据库设计

5 道路三维可视化系统的详细设计

5．1 项目管理系统的详细设计

5．1．1 项目管理功能的详细设计

5．1．2 背景天空功能的详细设计

5．1．3 照相机模块的详细设计

5．2 大规模地形三维可视化系统的详细设计

5．2．1 海量地形与纹理影像数据获取与自分块详细设计

5．2．2 三维地形纹理映射的详细设计

5．3 三维路线设计系统的详细设计

5．4 三维场景漫游的详细设计

5．4．1 飞行路径设置的详细设计

5．4．2 三维场景漫游详细设计

6 道路三维可视化系统的测试

6．1 系统测试目标

6．2 系统测试

6．2．1 黑盒测试

6．2．1 白盒测试

6．3 道路三维可视化设计系统主要功能测试

结论

参考文献

致谢