现实世界的三维场景所涉及到的空间数据可以抽象为地物数据和地形数据两类,在城市景观中,主要的地物就是建筑物,建筑物模型多细节层次的建立和表达直接关系到三维城市模型的整体显示效率和真实表现力;地形是地物的承载体,通常地形的绘制是通过对原始的DEM(数字高程模型)数据进行三角剖分实现的,而三角剖分后导致数据的复杂度随地形尺寸成倍增长的,因此采用细节层次(Level of Detail, LOD)技术,设计出与场景规模弱相关的快速绘制算法能有效解决大规模地形绘制的实时性和真实感的矛盾。65246

Multigen-Paradigm公司[15]推出的Creator可视化建模软件,它主要的模块包括基本建模环境模块(Creator Pro)、地形建模模块(Terrain Pro)、标准道路建模模块(Road Tools)。这三种模块均支持LOD技术,能够根据仿真应用目的创建出不同分辨率的三维地物和地形模型来。论文网

典型的LOD算法[16]有(1)基于长方体滤波方法的多面体简化技术。该算法是迄今为止为数不多的能实时建立LOD模型的算法之一,优点在于它适用于任意类型的输入模型,甚至可以是一些不构成网格的多边形集合。另外它也是一种非常有效的快速简化方法。其缺点在于不保持原模型的拓扑结构,因而所产生模型的视觉效果不佳。此外,其近似误差也不可控制。(2)顶点删除技术。LOD技术的目标是减少描述复杂景物的多边形的数目,因此设法减少景物表面的采样点数就能可以达到这一目的。顶点删除技术是一种非常直观的多边形网格简化算法,算法稳定可靠,且易于执行。但由于采用了三角剖分技术来填补空洞,该方法很难实现相邻两层简化模型的几何形状过渡。(3)渐进网格的简化算法。渐进网格简化算法通过优化能量函数来达到简化网格的目的,其中具有代表性的就是Hoppe的算法。(4)基于二次误差度量的几何简化算法。一个有效的几何简化算法应该能用来简化一般的复杂多边形,而不仅仅是流形多面体表面。基于二次误差度量的几何简化算法扩展了上述的顶点合并操作,使之能实现来自不同面片顶点间的合并,从而在一定误差控制下实现整个场景的全局简化。(5)基于局部参数化的多分辨率模型技术。基本原理是对给定多面体(假设已三角剖分好)进行局部参数化,并基于该参数化采用重新采样技术来生成具有与原型相同的拓扑类型的多分辨率模型。(6)视点依赖的场景简化技术。使用视点依赖的场景简化算法就可以满足这一要求。

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