模型 LOD 简化的可视化实现
摘要细节层次模型是指对同一个场景或场景中的物体,使用具有不同细节的描述
方法得到一组模型,供绘制时选择使用,本文结合 DE 均匀网格模型,建立了多层次
LD 数据模型,有效地简化了地形模型的绘制,提高了生成效率,使得生成的三维地形
有较高的可视性和真实感。
关键词细节层次模型网格简化网格细分可视化
随着计算机技术,摄影测量和遥感技术的迅速发展,虚拟现实技术得到广泛的应
用,虚拟地形环境又是虚拟现实技术的一个重要方向,在虚拟地形中场景的实时层次
细节(LD,LevelfDetail,层次细节)简化也成为了研究的热点。
LD 模型是指在同一场景中,依据视觉上的特性,远离视点的物体在需较粗的细节,
而离的很近的物体需要详细的细节,这样才能通过不同细节描绘出一组模型。LD 技术
最早提出是在 1976 年由 lark 提出,人为当物体覆盖屏幕的区域较小时采用较粗的模
型绘制,同时给出一个便于判断的几何层次模型,便于对复杂模型快速绘制。1992 年
后,国外学者相继提出了许多 LD 模型的生成算法。
使用网格简化算法来生成物体的 LD 模型的方法主要有顶点删除、三角形删除、三
角形合并、基于包络网格的模型简化等算法。顶点删除和三角形删除删去网格上不重
要的顶点和三角形,三角形合并将近平面的三角形合并为大的三角形,基于包络的网
格简化通过生成网格的内包络和外包络来控制网格简化的误差。
地形网格细分采用 DE(数字高度模型),DE 的主要形式为网格数据结构,即一个
矩形二维数组,网格上的每一个交点即是一个采样点。DE 数据经简单的三角化后即可
以得到地形的表面模型。DE 的快速贪婪插入算法考虑到 DE 数据的特点,采用从三角
形出发的观点,借用图形学中的增量式扫描算法,通过每个三角形对落在其投影域内
的点的增量式扫描计算获得与该三角形距离差最大的点,避免了乘法运算,获得了很
高的效率。点加入网格后的局部三角化采用局部 Delaunay 三角化,其主要过程是边交
换。