文档介绍：关于三维可视化中的地形建模与实现技术研究
时间:2011年05月25日
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关键词:地形建模三种3d地形模型实现方法工程应用
1  引言
20世纪60年代以后,地形可视化的概念随着地理信息系统的出现而逐渐形成。随后以地形地貌为研究重点的地形三维可视化技术在地理信息系统(GIs)、虚拟现实(VR)战场环境仿真、娱乐游戏、地形的穿越飞行({1yin hr0ugh)土地管理与利用、水文气象数据可视化等多个领域得到了广泛的应用,越来越受到人们的关注。坩形可视化…是一门以研究数字地形模型(Digital Terrain M0de1)或数字高程域(Di gital Elevati0n Fie1d)的显示、简化、仿真等为内容的三维实体构造技术,是三维场景构造中的重要组成部分和研究重点。
本文在基于 OpenGL的i维地形实现技术基础之上,针对不同的三维地形模型方法以及三维叮视化等关键技术展开了分析,重点研究了基于 3DsMAx和基于 0penGL的两类一维地形建模和实现技术,并依据多边形数目、每秒钟帧数、内存使用以及 cPu效率等指标对其进行了性能比较。最后,根据其性能对比的结果及其各自的特点,给出了不同方法的适用场合,从而为实际工程应用中的地形建模和实现技术的选择提供依据和指导。
2 三维地形建模与实现方法
地形建模
当前,利用 0penGL技术构造三维实体的常规建模方法有如下两种:
1)在三维形体构造软件(如 3DsMAx等)中完成形体的构造,通过相应的方法将 3DSMAx建立的模型转换为 0penGL中的顶点数组,最后在 0penGL下进行显示;
2)0penGL编程实现三维地形建模,目前常用的方法是先根据特征点高程和地形的特征参数如平均高程、高程标准差等)构筑地形模型,再利用插值生成地形的细节,最后通过色彩和纹理处理形成完整的三维地形。
三维地形实现的基本方法
在实现过程中,首先得到 DEM H 数据(影像数据)通过相应的数据处理,将原始数据转化为三维模型构造所需要的顶点数据;并利用变换后的数据进行模型构造,通过投影变换、视点变换等一系列的步骤,形成最初的三维地形;最后利用光照消隐以及纹理映射技术的后期加工和处理,真实感的三维地形最终成型。
基于 OpenGL技术的三维地形的基本实现过程如图 1所示,而本文将重点论述基本过程中的三维数字地形模型构造的方法。下面将介绍利用 0penGL技术构建三维地形的建模技术和实现方法。

3 基于 3DSMAX的地形建模与实现
首先,利用经过处理后的 DEM数据,在 3DsMAx软件下建立数字地形(3DsMAx建模的具体方法和步骤见相关技术文献)。

通过 3DSMAx 建成的数字地形如图2所示。当 3DsMAx模型建立完成之后,就需要将此模型转换为 0pen- GL中的顶点数组。有三种方法可以实现上述的转换:
1)直接对3DsMAx模型进行读取,将各个信息放入对应的数组中;  ’
2)利用工具软件如 Deep Exploration等,可以将3DSMAX模型转换为 C语言文件,并且在c语言文件中将模型信息存储在数组中;
3)利用已经封装好了的 3DsMAx文件读取类进行模型转换。如使用比较广泛的 cIJoad3