面向三维地质建模的轻量级图形引擎库开发与应用

摘要

本文通过分析地质模型三维可视化及地质模型的特点，在OpenGL基础上封装了一个面向对象的针对三维地质模型的轻量级图形引擎库。
　　对地质三维模型当中常用的基本对象（向量、矩阵、摄像机、光源、材质和纹理等）进行了封装;采用场景树管理方式实现了场景的管理，并在节点中加入了坐标变换接口，方便不同坐标系统间的变换;通过使用包围盒子，对空间模型中对象的裁剪、碰撞检测等进行了效率优化，并实现了以节点为单位的透明效果实现方法;利用GPU的多核心并行特性加速了渲染效率和通过着色器编程接口实现了更好的可视化效果;提供了多种交互操作技术。
　　结合上面的基本封装，对地质三维模型当中的对象也做了进一步的封装，并将该三维图形引擎库成功的应用到了三维地质模型的可视化当中。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 研究意义

1．2 三维图形渲染引擎发展

1．3 本文研究的主要内容和成果

1．4 论文结构

第2章 三维图形引擎封装技术

2．1 设计思路

2．2 OpenGL基本对象

2．2．1 Vector对象

2．2．2 Matrix对象

2．2．3 Camera对象

2．2．4 Light对象

2．2．5 Material对象

2．2．6 Texture对象

2．3 三维场景

2．3．1 场景树

2．3．2 坐标变换

2．3．3 场景节点

2．4 透明效果实现

2．5 GPU和GLSL编程

2．5．1 GPU的流水概述

2．5．2 GLSL编程介绍

2．6 场景管理器

2．6．1 节点的绘制

2．6．2 shader管理

2．6．3 多边形渲染方式与反走样

第3章 地质模型中的交互技术

3．1 三维鼠标追踪球旋转技术

3．2 鼠标平移技术

3．3 交互拾取技术

第4章 面向射线束正演与照明的应用

4．1 面向射线束正演与照明三维可视化

4．1．1 SGeoModel三维视图

4．1．2 三维曲面显示

4．1．3 三维块体显示

4．1．4 观测系统显示与炮点拾取

4．1．5 射线路径显示

4．1．6 目的层照明能量显示

4．2 模型测试与应用效果分析

4．2．1 Gauss_NJ模型简介

4．2．2 Gauss_NJ模型展示

结论

展望

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果