基于视觉感受的三维地形生成方法的组件式开发技术研究

论文摘要

计算机图形技术的发展,使三维仿真日臻完善。三维表示的地形较之平面地图有更多的优越性,体现了地形三维化的趋势,是计算机图形学研究的热点之一。 基于视觉感受的三维地形作为地形仿真的新思路,具有可视化、非编程和图形操作等特点,它不依赖于真实的实测地形数据,使用者根据自身的主观视觉感受在三维场景中进行鼠标点击,实时交互地生成三维地形。 本文对现有国内外三维地形生成技术和以用户的视觉感受为驱动、使用图形操作的手段在可视化的环境下实现对三维地形由局部生成到整体生成的基于视觉感受的三维地形生成技术进行了分析,由于地形的三维实现牵涉方面较多,应用领域差别大,如果在一个系统中,整体性地进行程序编辑,势必为以后的系统维护和功能扩展造成障碍。本文结合当今三维地形仿真方面的最新发展,如基于真实地形数据的组件式GIS解决方案,对基于视觉感受的三维地形生成技术以组件化软件的形式加以实现。其中主要研究了组件化程序以及将其应用到三维地形生成软件的设计方法,并以基于视觉感受的三维地形生成系统的开发为实例,给出了实现系统的总体框架结构和相应的组件结构以及相关技术难点的解决方法。并在对其中三个关键问题进行分析的同时列举了其实现过程。 本文的工作内容:首先对基于视觉感受的交互式三维地形生成技术的技术思路进行了较为详细的分析,针对其可视化、非编程和图形操作的特点,从基于视觉感受的三维地形生成的核心体系结构入手,对本质的图形操作和根据输入参数并利用鼠标点击交互生成地形的基本架构作了分析,得出利用ActiveX组件实现系统各层次结构内部功能和互相间的通讯调用,将系统各部分以动态链接库的DLL的形式存储,它们利用接口表现其属性和方法。系统中对不同操作模块的功能进行划分,对鼠标点击、细节化操作、物体库、纹理贴图库等进行重新规约,使模块之间的调用更加健壮,便于程序扩展。 经过对此可视化三维地形生成系统的进一步研究,三维地形生成的可扩展性和灵活性得到了很好的体现,为以后多种条件下,如军事电子沙盘、旅游景点展示等的基于组件拼装的应用打下了较好的基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 本文的主要工作
• 2 三维地形生成技术
• 2.1 虚拟现实技术
• 2.2 虚拟现实建模语言VRML
• 2.3 三维地形生成技术综述
• 2.3.1 基于真实地形数据的地形生成技术
• 2.3.2 基于分形技术的地形生成技术
• 2.3.3 基于数据拟合的地形生成技术
• 3 组件技术及其在地形生成领域的应用
• 3.1 COM及ActiveX组件技术简介
• 3.2 组件化程序设计的由来及类型
• 3.3 组件在地形生成中的应用
• 3.3.1 地理信息系统和组件技术
• 3.3.2 组件式地理信息系统的特点
• 3.4 地理信息系统的二次开发组件MapX
• 3.4.1 MapX简介
• 3.4.2 MapX技术的空间数据结构
• 3.4.3 MapX组件的模型结构
• 3.4.4 MapX组件的特征
• 4 系统设计与实现
• 4.1 基于视觉感受的交互式三维地形生成方式
• 4.1.1 技术路线
• 4.1.2 技术细节
• 4.1.3 系统扩展中存在的问题
• 4.2 系统改造技术难点及解决方案
• 4.3 系统组件化的技术路线
• 4.3.1 应用Cortona三维图形工具
• 4.3.2 使用VB开发功能封装组件
• 4.4 使用工具
• 4.4.1 Cortona SDK
• 4.4.2 Visual Basic
• 4.5 Cortona VRML组件改装
• 4.5.1 Cortona三维图形组件结构
• 4.5.2 Cortona组件改装
• 4.6 组件功能划分封装
• 4.6.1 组件功能划分
• 4.6.2 三维拾取功能封装
• 4.6.3 三维地形生成模板封装
• 4.6.4 三维操作功能封装
• 4.6.5 三维地表细节修改工具封装
• 4.6.6 三维地物添加功能封装
• 4.7 组件之间的接口及连接
• 4.7.1 组件之间的接口规约
• 4.7.2 组件接口连接
• 4.8 组件的发布
• 4.9 应用举例
• 4.9.1 小区规划
• 4.9.2 三维雕塑
• 5 结论
• 5.1 课题取得的研究成果
• 5.2 进一步的工作
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢