林分树木可视化关键技术研究

论文摘要

林分树木可视化是运用虚拟现实技术,以图像的方式对林分数据进行可视化模拟并展示出林分树木的生长分布情况。论文实现主要包括树木建模、场景图的组织和优化等部分。树木建模采用3DSMax来完成,建模时在满足真实感的同时尽量减少模型的面片数,同时使用OSGExp导出插件将OpenSceneGraph节点嵌入到模型中,从而建立层次结构模型,便于操作控制模型。将林分调查数据包括胸径、树高等信息存储在XML数据文件中,利用TinyXML读取和解析XML数据信息。在开源引擎OpenSceneGraph中组织场景图和优化场景,采用LOD、Billboard等优化方法提高渲染的帧速率。通过动态换纹理及枝叶密度调整的方法来实现四季变换的效果。实例证明,所绘制的大规模林分场景能够模拟林木生长和季节变化,并能满足用户的实时交互需求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 林分可视化相关研究
• 1.1.1 林分概念
• 1.1.2 森林植被可视化发展状况
• 1.1.3 林木绘制技术
• 1.1.3.1 基于分形技术的研究
• 1.1.3.2 基于图像的研究
• 1.1.3.3 基于随机过程的研究
• 1.2 论文研究的意义
• 1.3 论文研究的内容
• 1.4 论文组织结构
• 2 树木建模和优化
• 2.1 建模方法及原则
• 2.2 树种介绍
• 2.2.1 栓皮栋的形态特征
• 2.2.2 油松的形态特征
• 2.3 3DS Max树种建模
• 2.3.1 交叉面片制作
• 2.3.2 近景树种建模
• 2.3.3 贴图制作
• 2.3.4 导出插件OSGExp介绍及使用
• 2.3.4.1 导出插件OSGExp介绍
• 2.3.4.2 导出格式特点
• 2.3.5 Switch开关节点
• 3 开源引擎OpenSceneGraph简介
• 3.1 OpenSceneGraph简介
• 3.1.1 OSG快速开发功能特性
• 3.1.2 OSG渲染流程
• 3.1.3 OSG应用程序工程设置及开发步骤
• 3.1.3.1 OSG工程设置
• 3.1.3.2 OSG程序开发一般步骤
• 3.2 场景图形概述
• 3.2.1 场景图形介绍
• 3.2.2 场景图形特性
• 4 林分可视化系统的实现
• 4.1 XML数据文件
• 4.1.1 XML数据文件简介
• 4.1.2 林分数据文件存储
• 4.1.3 XML数据文件读取
• 4.2 林分场景图组织
• 4.3 树种模型变换
• 4.3.1 生长变换
• 4.3.2 季节变换
• 4.4 快速绘制技术
• 4.4.1 Billboard绘制技术
• 4.4.2 LOD绘制技术
• 4.4.3 视域剔除技术
• 4.4.4 动态渲染技术
• 4.5 场景渲染及漫游操作
• 4.5.1 场景渲染
• 4.5.2 场景漫游操作
• 4.6 林分场景绘制结果
• 5 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介
• 获得成果目录清单
• 致谢