基于JAVA 3D的网络三维实景可视化技术的研究与实践

摘要

随着地理信息科学、虚拟现实技术、网络技术、计算机图形学等学科技术的迅猛发展，网络虚拟地理环境技术成为地理信息科学的一个新的研究热点。虚拟地理环境是地理信息系统与虚拟现实技术的交叉；而网络虚拟地理环境将网络和虚拟地理环境这两个前沿技术相结合，为数字地球的发展提供更大更广阔的发展空间。但目前网络虚拟地理环境还存在数据量大、客户端显示困难、数据传输困难等许多问题。 针对上述问题，本文提出了较完整的解决方案，着重研究了以下三个方面的内容： (1)研究建立网络地形、地物三维模型技术。针对地形数据数据量大的特点，采用规则三角网格DEM数据组织方式进行三维地形的生成；利用先进的Cyra三维激光扫描系统建立地物模型，再通过Java3D提供的Loader接口把其加载到地形上。这样，既降低了开发难度，又提高了数据传输速度。 (2)研究基于层次细节的ROAM算法以及算法的分块改进。针对三维地形数据数据量大，显示时不易全部显示所有模型的特点，本文研究了如何根据视距和地形情况，动态的改变地形显示的层次细节以及基于层次细节(LOD)的ROAM算法以及ROAM算法的分块改进，应用于实现地形的实时渲染，有效的节约了计算资源，提高了数据的处理速度。 (3)设计并实现网络实景地图系统。在上述理论技术研究的基础上，本文设计并实现了网络实景地图系统，从而在实践中验证了本文研究成果的可行性与有效性。 总之，本文提出的解决方案在一定程度上有效的解决了目前网络虚拟地理环境中存在的问题。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究现状

1.3课题研究的意义

1.3.1应用意义

1.3.2技术意义

1.4本文的主要工作

1.5论文的组织结构

第2章网络三维可视化技术

2.1网络三维可视化技术概述

2.2网络三维可视化技术的实现方法

2.3 Java三维平台技术

2.3.1 Java三维平台概述

2.3.2 Java相关技术

2.3.3 Java三维与Java技术相结合

2.4本章小节

第3章Java3D对象技术的研究

3.1 JAVA3D的场景图结构

3.2 JAVA3D(API)中类的结构

3.3基本形体的生成

3.3.1面的生成

3.3.2形体组合编程

3.4本章小节

第4章建立三维模型

4.1建立地物模型

4.1.1 Cyra三维激光扫描系统工作原理

4.1.2建立地物三维模型

4.2建立地形模型

4.2.1数字高程模型的定义及分类

4.2.2建立DEM模型

4.3建立实景模型

4.4本章小节

第5章地形实时渲染

5.1层次细节(LOD)技术

5.2算法的选择

5.3 ROAM算法及算法改进

5.3.1 ROAM算法

5.3.2 ROAM算法的改进

5.4地形实时渲染实现

5.5本章小节

第6章网络实景地图系统的设计与实现

6.1系统的设计

6.1.1系统技术路线

6.1.2系统总体结构

6.2建立场景

6.2.1背景的选择

6.2.2灯光的设置

6.3场景交互控制

6.3.1键盘交互的实现

6.3.2鼠标交互的实现

6.3.3自定义交互

6.4系统测试

6.4.1测试环境

6.4.2测试结果

6.5本章小节

第7章总结与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间所发表的论文