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文档简介
基于不规则三角网的大规模数字地形场景实时绘制技术研究的开题报告一、研究背景和意义数字地形是数字虚拟地球应用的重要组成部分，能够广泛应用于军事、民用、娱乐等众多领域。数字地形场景中的地形数据通常保存在数字高程模型中，数字高程模型是一个离散化的三维数据集，能够精确地描述地表的高度信息。目前，数字高程模型的获取和处理技术已经非常成熟，但如何快速并实时地渲染出大规模的数字地形场景仍是一个重要的研究方向。不规则三角网是数字地形场景中常用的数据结构，具有灵活性和可扩展性，能够准确地表示地形的复杂性。现有的数字地形绘制技术大多基于规则网格进行渲染，但是规则网格在处理不规则地形时存在一些问题，例如难以处理地形中出现的奇怪形状和精度不足等问题。因此，基于不规则三角网的数字地形场景实时渲染技术研究具有重要的理论和应用价值。二、研究内容和技术路线本课题旨在研究基于不规则三角网的大规模数字地形场景实时绘制技术，重点研究以下内容：1.不规则三角网的构建与优化。采用现代几何处理算法，实现不规则三角网的自动构建与优化，并考虑其与数字高程模型之间的对接。2.基于GPU加速的地形几何细节的渲染技术。应用现代图形学和可编程着色器技术，实现地形渲染的高效、实时优化，并实现地形细节的动态变换和几何优化。3.地形纹理的高效应用技术。研究高分辨率地形纹理生成和高效渲染技术，实现地形颜色和纹理的真实呈现。技术路线如下：1.原理分析。解析不规则三角网的构建和优化原理，实现与数字高程模型之间的对接。2.算法研究。从几何和图像两个方面研究地形几何优化和纹理渲染算法，并设计基于GPU加速的算法实现技术。3.系统实现。设计和实现一个数字地形实时绘制系统，对多种复杂地形场景进行测试和验证。三、预期目标和创新点本课题的预期目标是在不规则三角网的基础上，实现一个大规模数字地形场景实时渲染系统，并取得以下成果：1.实现基于不规则三角网的数字地形高效渲染技术。2.实现高效渲染大规模地形场景的地形细节技术。3.实现高效渲染地形纹理技术。创新点如下：1.基于不规则三角网的大规模数字地形场景渲染技术。2.基于GPU加速的数字地形场景实时绘制技术。3.高效渲染地形纹理技术。四、研究计划和任务分工本课题共分为四个阶段，预计完成时间为两年。各阶段的任务和分工如下：第一阶段：研究不规则三角网的构建和优化技术。（负责人：王明，3个月）第二阶段：研究基于GPU加速的地形几何细节渲染技术。（负责人：李华，6个月）第三阶段：研究地形纹理的高效应用技术。（负责人：张强，6个月）第四阶段：设计和实现数字地形实时绘制系统，并对多种复杂地形场景进行测试和验证。（负责人：陈维，9个月）五、预期成果和应用前景本课题的预期成果将主要包括以下方面：1.论文若干篇，第一作者发表2-3篇SCI论文。2.基于不规则三角网的大规模数字地形场景实时绘制系统。
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