论文研究-基于OpenGL的遥感图像真实感场景绘制 .pdf

所需积分/C币:7 2019-08-20 19:47:03 556KB .PDF

基于OpenGL的遥感图像真实感场景绘制,王伟,孙劲光,真实感技术是三维场景的一项关键技术,本文将遥感图像、真实感技术结合,为三维场景的制作提供了一种新的思路。对遥感图像进行分
国科花论文在线 http:/www.paper.edu.cn 等高线通常被存成一个有序的丛标点对序列,可以认为是一条带有高程值属性的简 单多边形或多边形弧段 三角形网格分布的特征:三角形网格的页点分布在相邻的地形等高线(如图3)上,等 扃线越密集,三角形格网顶点分布越多,且相邻三角形网格顶点的两条边夹角衣示地形平缓 程度,当夹角为1800时,相邻三角形格网地形最缓,夹角介于(00,1800)之间,地形平 缓度与夹角成反比。三角形格网越多,地形越丰富,三角形网格能较好的表达复杂遥感图像。 图2就是使用三角形网格来表达地形。图4就是绘制出简单的地形轮廓图。 图2地形的三角形网格图 Fig. 2 The map Terrain that the Triangular domain 图3地形的等高线图 Fig 3 a contour map of the terrain 利用改进不规则三角形网格绘制模型的步骤: 1)利用高程数据给定控制点序列和节点序列 2)对特征点和特征边进行分类 3)给出或自动生成法矢序列 4)使用等高线对绘制区域进行修正 5)创建曲面对象并确定属性 6)绘制曲面 图4生成的地形轮廊图 Fig 4 Terrain contour map generated 国科花论文在线 http:/www.paper.edu.cn 纹理特征提取与纹理映射 图像中在局部区域内呈现了不规则性,而在整体和宏观上表现出某种规律性的图斑称作 纹理。纹理是图像的一个重要的特性。为了定量地研究纹理,需要研究纹理本身可能具有的 特征。粗糙度和方向性是人们区分纹理时所用的两个最主要的特征。多年以来研究者们建立 了许多纹坦算法以测量纹理特性,这些方法大体可以分为两大类:统计分析方法和结构分析 方法。前者从图像有关属性的统计分析出发;后者则着力找出纹理的基元,然后再从结构组 成上探求纹理的规律,也还有直接去探求纹理构成的结构规律。占主导地位的是统计的方法 滤波器纹理提取 使用 Gabor滤波器能够最好的兼顾信号在时域和频域中的分辨能力,能充分描述图象的 纹理信息,它的小波特性说明了 Gabor滤波结果是描述图象局部灰度分布的有力工具。因此 图象的纹坦信息可以用 Gabor滤波来抽取这是 Gabor滤波器的一个广泛运用之处。 Gabor 核函数由于去掉了直流分量,对局部光照影响不敏感。 Gabor变换属于加窗傅立叶变换, Gabor函数可以在频域不同尺度、不同方向上提取相 关的特征。另外 Gabor函数与人眼的生物作用相仿,所以经常用作纹理识别上,并取得了较 好的效果。二维 Gabor函数可以表示为: exp exp( 2 其中: n p 的取值决定了 Gabor滤波的波长,的取值表示 Gabor核函数的方向,表示总的方向数 参数σ′决定了高斯窗口的大小,这里取σ=√2丌,程序中取4个频率(=0,1,,3),8 个方向(即=8,=0,1,…,7),共32个 Gabor核函数。可是使用 Gabor函数提取图像的 灰度信息或者RGB信息,本文使用 Gabor函数提取图像的RGB信息。以更精确的表达图 像的貞实纹理。 纹理映射与反走样 在 OpenGL中实现纹珄映射,多纹理混合技术在地形渲染中用得很广泛。在纹理映射中 常常产生走样。纹理映射涉及到将一纹理图案映射到不同大小的景物表面上,当各屏幕像素 中的可见曲面区域与纹理像素的大小相匹配时,他们之间形成一对一的映射。而当景物表面 在平面上的投影区域较小时,位于一平面享受内的曲面区域映射到纹理平面上后可能覆盖多 个纹理像素。 若建立三维的真实感场景,直接将维纹理映射到三维模型上,处理后的结果与实际图 像相比存在一定的误差,为尽量消除这些误差,本文刈提取后的纹理建立二维纹理模型,对 RGB进行量化处理,分区域实现纹理由二维到三维的RGB映射。 设R、G、B是提取出的图像信息,由提取出RGB的图像可以看出,RGB呈条状分布 的不规则图形,RGB趋向于各自“成团”,将图像分割成小部分,图像部分区域RGB密度 不同,将RGB各自占有密度比例作为图案的序参量ψ,=(,,),可以表示形成空间图 样的程度。m 对ψ建立纹理的RGB模型 y(,)=(,)((,)+(,)+(,) 国科花论文在线 http:/www.paper.edu.cn y(,)=(,)((,)+(,)+(,)) y(,)=(,)((,)+(,)+(,)) 〔,)为在(,)处的密度比进行RGB映射后,然后按照图像等比例对模型中图 像进行渲染 在Opcn中通过 arb multitcxturc和 arb texture cnvcombinc扩展来实现多纹理混 分为以下几个步骤: 计算RGB3个纹理各自的贡献,并将它们编码进顶点的颜色中,这样颜色的RGB部分 控制纹理阶段0和1间的插值,颜色的 ALPHA控制纹理阶段1和2间的插值。 2)使用 GL ARB multitexture将3个纹理同时应用到物体表面。 3)将第一个纹理设为纹理阶段0。 4)在纹坦阶段1,使用GLⅠ NTERPOLATE ARB在纹理阶段0的输出(第个纹理)和 阶段1的纹理之间用 GL SRC COLOR(颜色的RGB部分)进行线性插值 5)在纹理阶段2,使用 GL INTERPOLATE_ARB在纹理阶段1的输出(第一个纹理和第 二个纹理的混合体)和价段2的纹理之间用 GL SRC COLOR(颜色的 AlPHA部分) 进行线性插值。 遥感图像处理的实例及应用 本文对一副分辨率为2米的(图5),某山地卫星图像进行试验处理,对遥感图像的纹 理特征进行提取,并对其进行模拟,程序是在C60下调用 OpengL实现,模拟出俯视图 和并建立简单的三维立体图像。图6和图7分辨对灰度纹理和RGB纹理进行特征的提取。 由于图像的主色调为绿色、灰色和黑色三种,计算出三种颜色在各三角网格内占有的比例, 对建立的模型进行纹理映射。使用旾通纹理映射得岀图⑧普通映射图像试验结果,对提取的 纹珥进行转化后再进行映射,得到图9一个简单的部分场景的三维图像。与图8结果进行比 较,有较好的三维效果 优点与效果:此方法优点在局部区域得到的图像更准确,运算速度加快。 由于本文基于遥感三体图像的建模,采用天光,所以,没有考虑光照的影响。 图5分辨率为2米的某地形遥感图像 Fig 5 2 m resolution remote sensing image of a terrain 国科花论文在线 http:/www.paper.edu.cn 图6遥感图像的灰度图 Fig 6 Rcmotc sensing Grayscale images 图7遥感图像的RGB提取 Fig 7 RGB extraction of remote sensing images 图8模拟出的普通映射图像 Fig 8 Simulated image of the general mapping 国科花论文在线 http:/www.paper.edu.cn 图9模拟出三维图像 Fig9 Simulate three-dimensional image 结束语 通过上述实验可以发现,本文对遥感图像的真实感绘制方法,可以比较真实直观的模拟 实验场景,为复杂场景的模拟提供了一个有效的方法,同时也对于游戏场景的开发和虚拟环 境的建立提供了一种思路,具有理论和现实意义。 参考文献 l」张骏荀毓龙基于多分辨率分析提取遥感光谱特征[J]光电子技术与199805:23-25 [2]贾瑞生,妾岩,孙红梅,葛平俱三维地形建模与叫视化究系统仿真学报2006,8:330-32 [3]徐青等.基于自适应分块的TN三角网生成算法[J].中国图像图形学报,20005(6):461~465 [4]孙家广胡事民计算机图形学基础教程[M]清华大学出版社2005:112114 [5]梅安新,彭望琭,秦其明等遥感导论[M,高等教育出版社,2000:200~201 L6]John(i Daugman, IfICompletediscrete2-Dgabortransformyneuralnetworksforimageanalysisandcompression, IEE ETrans Acoust. Speech, SignalProcessingvo1.36,July1988 no 7, pp. 1169-1179 「71吴祥兴,陈忠等混沌学导论「M,上海科学技术文献出版社,1996:230~231 Wangwei, Sunjinguang School of Electronical and Information Engineering, Liaoning Technical University, Huludao, Liaoning(125105 Realistic three-dimensional scenes technology is a key technology, this article will be remote-sensing images, realistic technologies for the production of three-dimensional scenes and provides a new way of thinking. Remote sensing image analysis and processing of high-altitude remote sensing image under the description of levels of detail and classification, the use of Tin model improved the model of remote sensing imagery and remote sensing image texture extraction, the use of Chaos Theory in the CML model, the establishment of two-dimensional to three-dimensional texture mapping rgB model, remote sensing imagery to map out the real three-dimensional scenes. Through the vc++ environment to deal with OpengL calls received good results Remote Sensing Image; realistic; OpenGL; CML model technology 作者简介:土伟,男,1981年生,硕士研究生,主要研究方向是计算机图形学。

...展开详情
试读 7P 论文研究-基于OpenGL的遥感图像真实感场景绘制 .pdf
img

关注 私信 TA的资源

上传资源赚积分,得勋章
    最新推荐
    论文研究-基于OpenGL的遥感图像真实感场景绘制 .pdf 7积分/C币 立即下载
    1/7
    论文研究-基于OpenGL的遥感图像真实感场景绘制 .pdf第1页
    论文研究-基于OpenGL的遥感图像真实感场景绘制 .pdf第2页
    论文研究-基于OpenGL的遥感图像真实感场景绘制 .pdf第3页

    试读已结束,剩余4页未读...

    7积分/C币 立即下载 >