基于OpenGL 的三维地形可视化技术
基于OpenGL 的三维地形可视化技术
摘要：三维地形可视化技术一直是地理信息系统、数字摄影测量、虚拟现实等领域的研究热点。对OpenGL发展现状、数字地面模型和构网技术进行了对比研究，重点讨论了利用Visual C++ 6.0平台和OpenGL编程技术，建立虚拟地形三维可视化系统的实现过程和关键技术。通过实验数据模拟, 实现了三维地形可视化。
关键词：OpenGL;三维;地形;可视化
1 引言
我国政府从国家战略高度将“数字地球”列为中国21世纪的战略目标之一，并提出了“数字中国”战略。“数字地球”强调对地球的三维描述，在实现这一使命的过程中，需要有现代空间信息科学技术的支撑，三维地形可视化的具有重大研究意义。三维地形可视化的应用涉及地理信息系统、虚拟现实(VR)、环境仿真、数字城市、地形的穿越飞行、国土资源管理、娱乐与游戏、气象数据、空间分析等领域。三维真实感地形图能够逼真的反应外部真实世界，相对传统的纸质地图和计算机生成的地图，三维真实感地形图具有可视化程度高、存储和查询方便、可实时生成等优点。因此地形三维显示有着广阔的应用背景，所以受到了广泛的关注。
2 OpenGL简介
人们对计算机可视化技术的研究已经历了一个很长的历程，而且形成了许多可视化工具，其中Silicon Graphics Incorporated(SGI公司)推出的GL三维图形库表现突出，易于使用而且功能强大。随着计算机技术的继续发展，GL已经进一步发展成为开放图形程序库(open graphics library，OpenGL)，并被集成到Unix、Windows 2000、Windows XP等窗口操作系统中。OpenGL被认为是高性能图形和交互式视景处理的标准。
OpenGL是指开放图形程序库，实际上是一种图形与硬件的接口。它集成了所有几何建模、图形变换、光源设置、材质设置、纹理映射、运动模糊、像素操作、融合、反走样技术、雾化等复杂的计算机图形学算法，其中包括120个图形函数，开发者可以用这些函数来绘制点、线、多边形、面，建立三维模型和进行三维实时交互。
为了利用Visual C++6.0的强大功能来实现对OpenGL三维图像的绘制，Windows提供了OpenGL32.DLL和GLU32.DLL动态链接库，Visual C++6.0包含了GL库(opengl32.lib)、辅助库(glaux.lib)和实用库(glu32.lib)，开发者可以在多种硬件平台及操作系统下方便的利用这个图形库，使我们方便地编程，简单、快速的生成美观、漂亮的复杂的三维彩色图形，并且OpenGL 在网络上工作时，显示图形的计算机（客户端）可不是运行图形程序的计算机（服务器），客户机与服务器可是不同类型的机器，只要两者服从相同的协议。
3 基于OpenGL的三维地形显示的实现过程及关键技术
地形是自然界复杂的景物，三维地形是模拟自然界环境中不可缺少的重要组成部分，因此三维真实感地形的绘制一直是国内外计算机图形学领域关注的热点。三维真实感地形的生成通常分为两步：①地形建模，即选择合适的地形建模方法控制地形轮廓；②地貌特征模拟，即采用有效的技术呈现丰富的地貌特征。
目前地形建模常用方法是曲面造型方法和高度场方法。曲面造型方法是首先用几何造型方法生成的曲面刻画地形的大致形状，然后利用纹理合成技术生成地表丰富细节，高度场的方法是把地域视为一个高度场，采用各种高度场来生成地域的三维模型。该过程可以借助AUTOCAD和3DMAX等建模工具，也可以直接利用OpenGL或VEML等专用建模语言完成建模。
三维地形模拟的基本流程如图1 所示。
(1)参数设置
在用OpenGL绘制三维地形模型之前，还要设置一些相关的参数。这些参数包括光源参数的设置(光源性质、光源位置)、颜色模式(索引、RGBA)等。
(2)地形模型映射
地形模型映射就是把数字地形数据转成OpenGL的基本格式，并计算相关的参数的过程。相关的参数包括顶点颜色和法向量等。
图1 三维地形模拟的基本流程
顶点法向量的计算：法向量(亦称法向)是面上某一点处垂直于该面的向量。几何对象的法向量定义它在空间中的方向，特别定义相对于光源的方向，因此某顶点的法向量决定了对象在该点上可接受多少光照。①计算三角形面法向量。在三维环境中，每个面都具有两个方向，因此计算三角形法向量时必须按相同的顺序(顺时针或逆时针) 从三角形中找出两条有向边，计算其叉积，得到的结果就是该三角形的法向量，并要对结果进行单位化。②计算顶点法向量。在三维环境中，每个面都具有两个方向，因此计算三角形法向量时必须计算每个顶点的法向量。
顶点颜色的设置：如果地表模型不粘贴纹理影像，则可以采用地势图中分层设色的原理来对三维地形模型进行分层设色，分层设色即根据不同的高度段用不同的颜色绘制。
(3)投影变换
投影变换的目的是将三维场景中的物体投影到二维平面上, 这个二维平面就是显示窗口。投影变换有2种: 一种是透视投影, 这种投影的效果与人眼观察世界的效果相同,距离视点越远的物体看起来越小, 距离视点越近的物体看起来越大, 符合人们的视觉习惯, 透视投影的应用比较广泛, 通常用到视景仿真和模拟真实场景的应用程序中, 另一种是正交投影, 它的最大特点是无论物体距离视点多远, 投影后的尺寸不变, 投影变换是使用矩阵变换来实现的, 在进行投影变换之前必须调用GLMATRIXMODE 函数将当前矩阵的类型设置为投影矩阵。
(4)视口变换
视口是指计算机屏幕中的矩形绘图区域，它用窗口坐标来度量，反映了屏幕上的像素位置。视口变换就是将视景体内投影的物体显示在二维的视口平面上。通常，调用函数glViewport()来定义一个视口，这个过程类似于将照片放大或缩小。视口变换中视口的宽高比通常等于视景体的宽高比，否则视口内显示的图形将会发生形变。
(5)纹理映射
地形的真实性是地形可视化的重要组成部分，随着计算机硬件和软件水平的不断提高，人们对地形的真实性要求也越来越高，除了利用光照模型使地形产生明暗起伏的效果外，为了提高地形的真实性，往往可以通过贴加纹理图像来实现其过程为：①定义纹理。纹理通常被认为是二维的, 但纹理也可以是一维或三维的, 通过函数指定一个二维纹理, 其中包含了纹理图像的大小, 纹理图像数据的数据格式和数据类型以及存储在内存中的图像数据指针等。②控制纹理。用来说明纹理以何种方式映射到三维模型的表面上, 一种方法是: 将纹理颜色作为最终的颜色, 另一种方法是: 使用纹理来调整片元的颜色值, 还有一种就是将一种
常量颜色和片元混合起来。③启用纹理映射。绘制场景之前需要启用纹理映射。要启用和禁用纹理映射, 可以调用孙数。调用这些孙数时可以使用一维、二维、三维和立方图纹理映射。
④纹理坐标和绘制场景。粘贴纹理之前, 必须指定纹理和片元之间的对应关系, 也就是说, 在场景中绘制物体时,必须指定纹理坐标和几何坐标。
(6)动态显示的实现
三维电子地图的动态表现是实现交互式操作的前提。三维地形显示方式主要有两种：第1 种视点不动目标移动；第2 种视点和目标实时运动。从本质上讲，两种显示方式都是采用改变投影变换矩阵或模型变换矩阵的方式来实现的。①视点不动目标移动。视点不动目标移动的实时显示方式实现起来比较简单，可以采用两种基本投影：平行投影和透视投影。在投影设置完毕后，就可以通过实时改变基本模型变换矩阵如平移、旋转、比例缩放等相应的参数来改变目标物体在对应投影方式下的实时显示效果。②视点和目标实时移动。实时改变视点和目标点(即改变视线) 是三维地形实时显示通常采用的方法。视点和目标点的变化可以是沿指定的路径移动，也可以用鼠标、键盘或其它设备进行交互引导或控制。
此外，为了使模型看起来具有三维立体的感觉, 还应设置一定的光照。当观察物体的表面时, 人眼睛对颜色的感知数取决于进入眼内视锥细胞的光子的能量分布, 这些光子来自于光源或发光物体。一部分被物体表面吸收, 而另一部分则被物体表面反射, 只有反射光和投射光能够进入眼睛, 产生视觉效果, 我们才能看到物体, 这种反射和投射的光决定了物体呈现的亮度和颜色。还可以根据实际情况增加融合, 反走样和雾化等一些特殊的显示效果, 使生成的场景看起来更有真实感。
4 三维真实感地形生成实例
结合相关研究工作的理论和方法，利用Visual C++ 6.0平台和OpenGL 编程技术，开发了一个实验程序，对以上三维地形仿真技术进行实验和验证。本实验程序以三维电子地图的数据为操作对象，可以实现地形三维数据的三维显示、透视投影与正射投影的转换、三维地形的分层设色、纹理的加载、雾化效果的设置以及相对高度差的改变等功能。具体实现过程为：打开对应的三维电子地图数据，就可以看到具有明显地形起伏的三维图；如果根据实际情况映射对应纹理图像，即可获得较为逼真的仿真结果。以来自某地区的DEM 数据为例，仿真效果图如图2所示。
图2 地形仿真图
5 结论与展望
Visual C++是一个功能非常强大的编程工具，在VC环境下进行OpenGL的编程，调用dll 动态链接库，因此速度不会受到影响。本文通过对区域三维可视化实现方法的研究，阐述了其具体实现过程并给出了实践实例。实例结果表明，三维地形可视化能够交互式地从各个不同的角度更形象更直观地展示三维地形。通过地形表面的可视化, 可以了解研究区域的三维信息特征, 为进一步研究区域地形演变、泥沙冲淤提供实时帮助, 具有很大的实用价值。
随着计算机及图形处理设备性能的不断提高，地形三维可视化技术正向着实时动态显示、交互式控制、具有高度真实感的场景画面显示方向发展。
参考文献
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基于openGL的三维地形场景的生成
基于openGL的三维地形场景的生成
1、背景介绍 (3) 2、openGL中地形动态显示 (3) 3、程序的主要功能 (4) 3.1 三维地形的生成 (4) 3.2 天空盒的生成 (8) 3.3 树的生成 (9) 3.4 ３ＤＳ模型的读入 (11) 3.5 键盘交互实现漫游 (11) 3.6汉字的显示 (12) 4、总结 (13) 4.1 项目总结 (13) 4.2 小组成员分工 (14) 参考文献 (15)
1、背景介绍 地形是自然界最复杂的景物之一，对其三维显示和漫游一直是计算机图形学、地理信息系统、数字摄影测量和遥感研究的热点之一。但由于受地形结构复杂，数据量大等条件的制约，要实时模拟具有真实感的大范围三维地形，最大的难点是，如何精简并有效地组织地形数据，以达到高速度、高精确度的可视化目的。 openGL是开放式图形工业标准，是绘制高度真实感三维图形，实现交互式视景仿真和虚拟现实的高性能开发软件包。 利用openGL进行地形动态显示的基本框架如图1所示： 图1 openGL地形现实基本框架 2、openGL中地形动态显示 利用openGL进行地形的三维可视化，包含以下几个步骤： （1）openG L模型映射：利用openGL 制作三维立体地形图，就要将数字地面模型格网用openGL提供的点，线，多边形等建模原语描述为openGL图形函数所识别。 （2）遥感图像与地形融合：openGL提供两类纹理：一类纹理图像的大小必须是几何级数；另一类Mipmaps 纹理可为任意大小。在Mipmaps纹理映射的基础上，可将遥感图像与地形融合。在遥感影像与数字地形相套合时，地形与遥感影像的配准是关键。为了获取更好的视觉效果，配准方案可采取数字地形向遥感图像配准，通过控制点，建立匹配方程，将数字地形由大地坐标系转到影像坐标系中。 （3）观察路线设置与视点计算：为了达到三维交互控制的目的，可在正射的遥感数字影像上任意选择观察路线，对路线上的采样点记录其平面坐标，根据采样点的平面位置从DEM 中采用一定的插值方法，确定观察路线上采样点的高程和平面坐标，当采用Fly-through方式观察时，观察路线上每个视点的高度可由观察点地面高程加上飞行高 度确定当采用walk-through方式观察时观察 路线上每个视点的高度可由观察点地面高程加上
数学物理方程三维可视化仿真
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/f214881668.html, 数学物理方程三维可视化仿真 作者：江萍杨华军何文森罗志华 来源：《教育教学论坛》2013年第03期 摘要：数学物理方程三维可视化仿真及创新实践训练是《数学物理方法》教学模式改革中的重要内容。本文通过MATLAB程序求解二维菱形晶格光子晶体的电磁场本征值方程，绘制出二维能带曲线，并将结果三维可视化，体现出复杂数学物理问题的物理图像，解决大学生在课程学习过程中理解困难的教学问题，加强大学生编程实践能力和创新能力的培养。 关键词：本征值问题；三维可视化仿真；光子晶体；平面波展开法；能带结构 中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）03-0247-03 一、课程背景 《数学物理方法》是理工科学生的基础课程之一，也是科研中常用的基本方法。数学物理方法课程的内容繁多，公式推导繁杂，尽管教材中的例题通常具有明确的物理意义，但是从眼花缭乱的数学表达式中看出其中所表达的物理图像，不仅学生会觉得困惑、枯燥，教师也难免觉得棘手。探索数学物理方法数值化教学的新方法，是数学物理方法课程教学中的一项重要工作，也是数学物理方法教学改革中的重要内容。利用MATLAB数值求解数学物理方程，将传统教学手段与计算机仿真教学相结合，改变只用公式符号教学的模式[1]，令学生对复杂、抽象、烦琐的数学物理问题具有更深刻的理解。本论文旨在进行数学物理方程仿真求解实践训练，着力培养大学生应用数学物理思想解决实际问题的能力。本着“重理论、强实践、突创新”的教育理念，结合科技前沿，以光子晶体的电磁场理论作为实践内容，利用MATLAB对复杂的电磁场本征值问题进行计算机仿真求解，将结果三维可视化，以此来展现复杂电磁场问题的物理图像，对培养大学生创新能力具有重要意义。 二、光子晶体电磁理论基础 在利用分离变量法求解数学物理方程时，最后都归结到求解本征值问题。在用本征函数系展开法解数学物理方程时，也要对所用的本征函数系有较好的理解[2]。所以，各种本征函数 系在数学物理方程课程的学习中有非常重要的地位。周期结构对电磁波的调控是物理学领域的基础问题。光子晶体是由介电常数周期排列形成的一种合成材料，是非均匀介质中少数可以严格遵循电磁理论的新型人工材料。在一定的晶格常数和介电常数条件下，布拉格散射使在光子晶体中传播的电磁波受到调制形成类似于电子的能带结构[3]。利用计算机仿真求解光子晶体 中的复杂本征值问题，可以帮助学生熟悉并更好地掌握本征函数系的性质和求解方法。 1.理想二维光子晶体的结构。假设介电常数为εa，半径为r的介质柱平行于z轴，背景介质的介电常数为εb，在（x，y）平面内的晶格常数为a，θ为相邻基矢a1和a2之间的锐角，
ERDAS 的三维地形可视化
南昌工程学院 毕业设计(论文) 水利与生态工程系（院）测绘工程专业毕业设计（论文）题目ERDAS的三维地形可视化 学生姓名章鹏 班级测绘工程（1）班 学号2011101843 指导教师何湘春 完成日期2015年6月1日
ERDAS的三维地形可视化 The visualization of3D terrain ERDAS 总计毕业设计33页 表格1个 插图16幅
南昌工程学院本（专）科毕业设计（论文） 摘要 随着经济与科学的迅速发展，三维可视化技术渐渐走向成熟，近来越来越受到人们的关注。本文分析了实现三维地形可视化的方法和步骤。将该地形图的高程点文件转换为IMG格式的数字高程模型的文件，然后将其与含该区域的TM影像图进行叠加，从而实现了三维地形的可视化。并在此基础上分析了三维地形可视化的应用。最后总结了在本次研究中所遇到的问题、解决方法以及所取得的成果。 关键词：三维地形可视化ERDAS ARCGIS数字高程模型
ABSTRACT ABSTRACT With the rapid development of economy and science,3D visualization technology gradually mature,recently more and more attention.This paper analyzes the realization method and steps of3D terrain visualization.The elevation of the terrain map file is converted to digital elevation model IMG format file,and then the stack with TM image with the area,so as to realize the visualization of3D terrain. Based on the analysis of the application of3D terrain visualization.Finally summarizes the encountered in this study,the problem solving methods and achievements. Key word：The visualization of3D Terrain ERDAS ARCGIS DEM
基于三维全景技术的动态虚拟漫游系统
基于三维全景技术的动态虚拟漫游系统 摘要针对当前全景漫游系统存在的问题，自主研发一种基于三维全景技术的动态虚拟漫游系统。该系统利用先进的网络、数据库技术，提出一系列改进算法，建立动态数据模块，并对数据流程图中的各个模块进行描述；利用HTML5框架上开源的WebGL库文件，构建Ajax模式下的MVC设计模型；借助SqlServer 数据库，增加后台管理平台，从而能对本系统不断更新、维护。 关键词全景漫游；动态数据模块；MVC设计模型；SqlServer数据库 近年来，虚拟现实技术一直是计算机应用领域的研究热点，其特点是利用计算机多媒体技术系统中创建真实世界的仿真环境，通过计算机的硬件设备来模拟人体的视觉、听觉、味觉和触觉等真实感知，使参与者在其中产生与在真实环境中相同或相似的体验。根据人体的生理特点，在各种感知中视觉感知占80%，因此在虚拟现实技术的研究中，视觉的模拟占有十分重要的地位。 1 研究背景 基于视觉的虚拟现实技术主要分为两种：一种是基于三维几何模型建模技术（VRM），另一种是基于图像的全景绘制技术（IBR）。VRM在实时绘制时显然计算量大、制作周期长，再加上互联网网速的延迟，以及计算机本身硬件条件的限制，显得无能为力。IBR提供了较好的方法来解决这些难题，利用真实场景的图像作为虚拟场景的表示形式，真实地再现了真实场景的视觉信息，生成的场景视图的质量远远优于VRM。 目前，国内许多全景数字史馆建设往往采用特制的软件来实现，比较常用的国外软件有MGI photo suite、Pano2VR、Panorama Maker、Virtools、Ulead Cool 360等，国内也有一些比较好的全景处理软件，比如杰图的“造景师”、彩影以及中视典的vrp系列软件。 虽然直接使用商业软件能够比较简单、快速地制作出基于IBR的360全景，但是它们没有考虑现实情况中不断增长、实时更新的动态性问题。所以，本项目自主研发一种基于三维全景技术的动态虚拟漫游系统。 2 关键技术 全景漫游技术可以实现网络上的虚拟场景漫游，因其具有良好的交互性、沉浸性而受到众多用户的青睐。传统漫游技术如VRML、QuickTime、Flash等大多存在标准不一、插件依赖、封闭性、集成性差等问题，新兴的基于HTML5的全景漫游方案可以对以上问题进行缓解。 2.1 基于HTML5的全景漫游技术的实现原理
三维虚拟校园漫游系统设计
Scientific Journal of Information Engineering June 2013, Volume 3, Issue 3, PP.50-55 Design of 3D Virtual Campus Roaming System Hongyan Yang, Zhuo Shi, Yanru Zhong# College of Computer science and engineer, Guilin University of Electronic Technology, Guilin Guangxi 541004, China #Email: rosezhong@https://www.360docs.net/doc/f214881668.html, Abstract With the growing sophistication of virtual reality technology, 3D virtual campus roaming system as effective platform for school propaganda outside, the campus planning and management decision will provide a strongly support. Taking the campus of Guilin University of Electronic Technology as prototype, combing with the software of 3Ds Max and using VR-Platorm development platform connections with the backend database and virtual building and live Imaging shooting, a real-time roaming system of virtual campus has been designed and implemented. In this paper, the main aim is to explore a new idea for digital campus construction. Keywords: Virtual Reality; VR-Platform; Digital Campus 三维虚拟校园漫游系统设计* 杨宏艳，史卓，钟艳如 桂林电子科技大学计算机科学与工程学院，广西桂林 541004 摘要：随着虚拟技术的日益成熟，三维虚拟校园漫游系统作为学校对外宣传的有效平台是数字化校园建设的核心。以桂林电子科技大学东校区为例，结合三维仿真技术3DS max实现了虚拟校园的三维模型。运用VR-Platorm开发引擎，结合SQL Server数据库连接设计并实现了三维虚拟校园漫游系统。实现了自主漫游、按目的地自动生成漫游路径、定位鸟瞰等功能。实验结果表明：经过改进的场景优化技术，系统在普通PC机上运行稳定、流畅、高效。 关键词：虚拟现实；VR-Platform；数字校园 引言 20世纪80年代美国人Jaron Lanier首次正式提出了虚拟现实[1](Virtual Reality)概念。自此，这种利用计算机模拟虚拟世界，提供用户身临其境的视觉、听觉、触觉的感官模拟技术，因其具有感知性、沉浸性、交互性和构想性的特点，如今已广泛应用于城市规划、文物保护、交通模拟、虚拟现实游戏及远程教育等领域。“虚拟校园”是随因特网、虚拟现实技术、网络虚拟小区等的发展而产生，是基于现实校园对三维景观和教学环境数字化模拟的产物。数字化校园虚拟漫游系统是数字校园建设计划的核心平台。当前浙大率先开发展示了虚拟校园之后，国内众多高校如清华、南京大学、北航、香港中文大学等高等院校纷纷建立自己的虚拟校园[2-3] 。 通常，三维虚拟校园开发的主要方法是用ArcGis，SuperMap和其它具有三维功能的软件进行二次开发。但这些方法明显的缺点是对开发者的编程水平要求较高，建模代码太长，开发系统不能独立于运行环境。考虑到以上情况，本文选择VR-Platform为开发环境，提出了一种简单实现虚拟校园的方法。这种方法一方面能利用专业的建模工具3DS MAX软件很快实现三维场景模型的建立。另一方面，通过运用VRP引擎高效的模块化的编程能力，能够进行实时渲染和交互控制，减少了建模时间加速了系统开发的进程。另 *本文受国家自然科学基金（NO.50865003）和广西科学制造系统和先进制造技术开放基金资助（No.K090014）以及新世纪广西高等教育教改工程项目（No. 2011JGB048）“以工程应用能力为导向的数字媒体技术人才培养模式的探索与实践”基金资助。
利用Smart3D建模软件生成三维地形过程精编版
利用Smart3D建模软件生成三维地形过程本篇经验将和大家介绍以一组无人机倾斜摄影照片为原始数据，通过Smart3D 建模软件，重建生成三维地形的过程，希望对大家的工作和学习有所帮助！ 工具/原料 ?包括Smart3D建模软件 ?一组垂直拍摄而且多角度、重叠度满足重建要求的航片 ?航片对应的pos数据文件 概况 关于通过无人机航拍的照片，照片进行三维重建生产模型，一些情况下照片中是自带有GPS数据信息的，而另一些情况则是会导出一组无定位信息的照片和对应的pos数据文本。 前者我们直接新建区块，把照片直接导入给软件跑出结果就ok了。 那么，这次我们主要来谈论研究第二种情况，即照片和pos分开的情况。 END 区块导入表格的编辑 区别于第一种情况我们需要编辑下导入区块的表格，我们将照片的文件路径、参考坐标系、传感器的基本信息等信息嵌入到这个表格里，通过它来实现对照片和pos信息数据的导入。后面的操作处理是跟直接导入照片的方法是没有差别的。 首先，我们看到原始数据的文件夹如下图所示，包括一组照片和相应的pos 文件，如下图所示：
1. 2 可以看到，这个pos数据是以文本文档的形式存在，如下图所示： 3 而在导入区块的过程当中，我们需要导入Excel表格，那么，这时需要运用一定的办公软件的技巧将其转换为Excel表格，这个表格需要包含如下图的4个工作表，如下图所示： 4 结果如下图所示： 5 Photogroups工作表中，名称列需要与照片工作表的PhotogroupName一致，如下图所示：
6 Photos工作表的编辑结果，如下图所示： 2.7 控制点工作表中，由于无人机航拍的区域不是很大，且对于建模成果的精度没有设定范围，追求建成模型的速度，我们本次先不设控制点，很多朋友都是误把照片放到了这个工作表中，致使处理出现问题，需要注意一下。编辑结果，如下图所示： 8 Options工作表中，是坐标系和照片路径的信息，设置如下，如下图所示：
地形三维可视化
地形三维可视化 何为地形三维可视化？ 地形三维可视化及其绘制技术是指在计算机上对数字地形模型(DisitalTerrainModels)中的地形数据实时地进行三维逼真显示、模拟仿真、虚拟现实和多分辨率表达等内容的一项关键技术，在现实生活中具有广泛的应用价值。ERDAsIMAGINE虚拟地理信息系统(virtualGis)是一个三维可视化工具，给用户提供了一种对大型数据库进行实时漫游操作的途径。它使用户能在虚拟的地理信息环境中交互操作，既能增强或查询叠加在三维表面上图像的像元值及相关属性，还能可视化、风格化和查询地图矢量层的属性信息，能够实现仿真多图层的统一管理、所见即所得的地形景观通视与威胁分析，输出高质量的三维景观图。 为何使用地形三维可视化？ GIS的核心是空间数据库，三维地理空间定位和数字表达是地理信息系统的本质待征。地形数据（如DEM等)作为空间数据库的某个持定结构的数据集合．或所有这些数据集台的总体．被包含在地理信息系统中。成为它的核心部分的实体。显然．对地形空间数据的真三维显示和在二维空间的查问与分析．也是GIS的核心内容之一。目前众多的以高性能工作站为支撑的G1S系统(如ARC／INFO、ERDAS、Genamap等)，已具有一定的地形三维显示功能，但十分薄弱。表现之一是三维图类型局限于线划式或模拟灰度表示，而对计算机图形学中的高真实感三维图形的最新的生成技术并没有及时地取而用之；表现之二是所有的空间操作和分析都在二维图形上进行相显示，缺乏直观效果。 值得一提的是，从远古到现代，地形的三维显示技术(地形三维模型的制作)最直接、最重要的莫过于军事上的应用。从美军50年代的SAGE防空指挥系统．著名的C3I系统，到在海湾战争中起丁重要作用的Terra—Base系统，不难看出，以地形三维显示以及军事地形分析在指挥白动化上的应用，—直是各国军方颁心研究的重要内容。其军营上的应用价值是不言而喻的。 就我国同情而言，在以高性能微机和图形卡上实现地形的高逼真件三维显不以及相应的空间分析等功能，具有普遍的应用价值。 地形三维可视化应用 地形三维可视化应用广泛，如：农田三维地形测量数据处理与可视化、地质环境破坏现状三维景观可视化、水库三维淹没区域分析、公路典型路段中的应用
三维地形漫游系统的OPENGL实现
三维地形漫游系统的OPENGL实现 引言 (2) 1地形可视化的概念： (2) 2 三维地形的生成技术： (3) 2．1 基于真实数据的地形生成 (3) 2．2 基于分形技术的地形生成 (3) 2.3 Diamond一Square算法： (4) 3基于OpenGL的地形渲染： (5) 3.1：OpenGL的基本操作 (6) 4 三维地形的简化技术： (7) 4.1四叉树的LOD简化算法 (7) 4.2自适应实时网格优化算法（ROAM） (9) 5三维地形的漫游系统： (10) 5．1各个类之间的类视图，如图所示： (10) 5.2各个类的具体实现： (11) 5.2．1数据采集和处理 (11) 5.2.2Lod 类，封装LOD技术 (11) 5.3系统实现 (12)
引言 本系统是基于OpenGL的三维地形漫游，系统主要包括三个方面： 地形数据的采集与计算，由于本系统是采用随机中点位移法得到地形高度图数据。采用Diamond一Square算法得到原始数据。地形渲染，采用基于OpenGL的环境，在地形中加入光照，雾，天空，以及纹理等效果对地形进行模拟，使其更接近真实。采用LOD技术对地形进行简化和管理。 1地形可视化的概念： 地理信息系统技术从60年代以来，经过40多年的发展，现逐步向三维化、可视化和网络化等方面发展，GIS软件平台不断推陈出新。传统的2D-GIS 软件通过矢量或栅格的方法完成二维地表的成图和分析，多年来，一直用二维地图产品表示三维地物，包括地质图、横断面图、示意图以及专门的几何结构图如立体网等。但在某些领域，人们需要分析具有三维坐标的地表面以下的状况，这种空间关系时常为判断和评价矿产资源、石油资源和污染状况提供重要的信息。因此人们在2D-GIS软件的基础上研究和开发了一些适合实际需要的3D-GIS产品。“数字地球”强调对地球的真三维的描述，中国政府将“数字地球”列为21世纪的战略目标之一，使得3D-GIS的理论研究和软件开发又掀起了一次高峰。所有的GIS系统都带有包括空间数据、拓扑关系及属性数据在内的地理数据库，或者能与外部数据库管理系统直接进行连接。GIS所处理的空间数据按其处理方式不同，可分为：栅格数据、2D拓扑矢量数据、数字高程模型（DEM）、三角形不规则网格（TIN）、三维模型、时间模型等，而所有这些都是以2D或2.5D（准三维）为主的。2D-GIS用点、线和面来表示地理实体，许多3D地理实体被简化为2D形式，得到的是二维地图、图像产品，其分析功能也是在二维基础上进行的。2.5D或称准3D意思是它不具备真正的Z坐标，而是将Z值作为某一位置上的属性变量，它并不是空间坐标值。在真3D-GIS中，可用表达式a=f(x,y,z)来表示，a为点(x,y,z)对应的属性值，z是独立于x,y的自变量，即三维空间中的z坐标值。3D-GIS 具有连续的数据结构和与之相应的分析功能，由此带来的好处是可以从空间的角度分析和显示物体。地形的可视化是一门以研究数字地面模型（Digital Terrain Model，DTM）或数字高程域（Digital Height Field）的显示、简化、仿真为内容的学科，它属于计算机图形学的一个分支。除了计算机图形学之外，计算几何也是它的重要基础知识。它的应用涉及地理信息系统（GIS）、虚拟现实（VR）技术、战场环境仿真、娱乐与游戏、飞行穿越（Flythrough）、土地管理与利用、气象数据的可视化等各个领域。 常用的地形可视化方法大致有写景法、等高线法、分层设色法、晕渲法、拍摄实地景观照片、建立三维几何相似的实物模型、产生三维线框透视投影图和逼真地形显示等多种方法。随着光栅图形显示硬件的发展，以真实感图形为代表的光栅图形技术日益成为计算机图形发展的主流，基于计算机图形学理论的三维地形逼真显示逐渐成为地形可视化发展的主流。产生逼真地形
地形三维建模
实验三地形三维建模 实验内容： 1、以实测高程点为基础数据，在Cass中制作地形三维模型。 2、以实测等高线为基础数据，在ArcGIS中制作地形三维模型。 主要操作步骤： 1、获取实测高程点的坐标文件数据。（*.dat） 1）使用全站仪、棱镜等测量设备，在指定区域内实测若干高程点，并记录每个高程点的平面坐标及高程。注意：测量高程点时，每个点的间距在5米左右，均匀覆盖所测区域，测站时量测仪器高、棱镜高，输入测站点高程值。高程点数不少于60个。在测高程点的同时，兼顾地物的测量。线性地物数（道路、陡坎、沟渠）不少于5个。 2）实测结束后，将数据转换成Cass坐标文件（*.dat） 在这里以CQSJ.dat数据文件为例 2、在Cass软件将高程点进行展绘，绘制成等高线。将绘制完成的数据保存为DGX.dwg。（本讲义以CQSJ.dat数据为例） 1）打开Cass，导入CQSJ.dat中的高程点 选择“绘图处理—》展高程点”菜单，依次输入绘图比例尺“1:500”，高程点的间距“1”米，即可展绘文件中的高程点。
选择“等高线—》建立DTM”菜单，构建三角网。
再选择“等高线—》绘制等高线”菜单，生成等高线
再选择“等高线—》删三角网”，删去三角网。
3）修饰等高线 在图上标注相应等高线的高程值 4）绘制其他地物（道路、陡坎、沟渠等） 注意：线性地物穿过等高线时，等高线要断开。 5）完成后，保存为DGX.dwg文件。 3、在Cass中进行地形三维建模 使用“等高线—》三维模型—》绘制三维模型”菜单，选择高程点数据文件CQSJ.DAT。 依次输入高程乘系数（默认是1.0，此值是高程值的缩放比例，如果高程值的变化不大，可适当输入较大的系数，三维地形的起伏将比较明显，本例中输入5），输入网格间距（默认是8.0，绘制网格的大小，可根据需要进行调整），选择进行拟合。即可看到地形的三维模型，由于此处的高程乘系数为5，地形起伏得到放大，显得比较明显。
1.应用MATLAB进行地理三维地貌可视化和地形分析
第17卷 增刊2 广西工学院学报 V ol117 Sup2 2006年12月 JOU RNAL O F GUAN GX IUN I V ER S IT Y O F T ECHNOLO GY D ec12006 文章编号 100426410(2006)S220017203 应用M AT LAB进行地理三维地貌可视化和地形分析 唐咸远 (广西工学院土建系,广西柳州 545006) 摘 要:从M A TLAB软件强大的功能入手,讨论了M A TLAB中进行地理三维地貌可视化和地形分析的方法,并展望其在工程中良好的应用前景。 关 键 词:M A TLAB;三维地貌可视化;地形分析 0 引言 M A TLAB的含义是矩阵实验室(M A TR I X LABORA TOR Y)[1],自其问世以来,就以数值计算称雄。其计算的基本单位是复数数组(或称阵列),使得该软件具有高度“向量化”。经过十几年的完善和扩充, M A TLAB现已发展成为线性代数课程的标准工具。由于它不需定义数组的维数,并给出矩阵函数、特殊矩阵专门的库函数,使之在求解诸如信号处理、建模、系统识别、控制、优化等领域的问题时,显得简捷、高效、方便,这是其它高级语言所不能比拟的。 在地理信息系统(G IS)中,地形的三维可视化通常是利用数字高程模型(D E M)来完成的,而D E M最常用表示方法为规则格网,它是将区域空间切分为规则的格网单元,每个格网单元对应一个数值,即高程值。数学上可以表示为一个矩阵,在计算机实现中则是一个二维数组。可见利用M A TLAB处理D E M数据,完成地形的三维可视化分析是切实可行的。 1 M AT LAB软件及其功能 M A TLAB产品家族是美国M ath W o rk s公司开发的用于概念设计、算法开发、建模仿真、实时实现的理想的集成环境,已广泛地应用在航空航天,金融财务,机械化工,电信,教育等各个行业。该软件的主要特点包括: 1)有高性能数值计算的高级算法,特别适合矩阵代数领域;2)有大量事先定义的数学函数,并且有很强的用户自定义函数的能力;3)有强大的绘图功能以及具有教育、科学和艺术学的图解和可视化的二维、三维图;4)基于H TM L完整的帮助功能;5)适合个人应用的强有力的面向矩阵(向量)的高级程序设计语言;6)与其它语言编写的程序结合和输入输出格式化数据的能力;7)有在多个应用领域解决难题的工具箱。 2 利用M AT LAB进行三维可视化和分析 211 D E M数据的输入与存储形式 数据的输入可以采用两种方式:文件输入或屏幕数字化。屏幕数字化即用鼠标在打开的地图影像上单击离散点[2],获得坐标并输入高程值。 收稿日期:2006210212 作者简介:唐咸远(19732),男,广西灌阳人,广西工学院土木建筑工程系工程师。
三维大地形模型的生成与管理方法研究
系统仿真学报Vol. 17 No. 2 JOURNAL OF SYSTEM SIMULATION Feb. 2005?388? 三维大地形模型的生成与管理方法研究 张恒，张茂军，刘少华 （国防科技大学五院多媒体研发中心, 湖南长沙 410073） 摘要：以虚拟战场环境为背景，针对大地形可视化中的特殊要求，介绍了三维大地形模型的生成 方法和步骤，阐述了地理数据格式的转化方法和人文特征的读取方法与显示途径。实验结果证明该 方法可以有效地应用于三维大地形模型的生成与管理，并为最终建立大范围的虚拟战场环境提供基 础。 关键词：大地形模型; 地形转换; 人文特征显示; 虚拟战场环境 文章编号：1004-731X (2005) 02-0388-04 中图分类号：TP391.9 文献标识码：A Research on Generating and Managing 3D Large T errain Model ZHANG Heng, ZHANG Mao-jun, LIU Shao-hua （Multimedia Research and Development Center, 5th College, NUDT, Changsha Hunan 410073, China）Abstract: It is introduced the methods and steps for generating the large scale terrain models under the context of virtual battlefield environments. And the methods for transforming the geographic data format and reading and presenting the civil feature data are discussed as well. The experimental results show that the methods we presented are efficient to create and manage a 3D large terrain model. So these methods can provide the foundations for constructing the virtual battlefield environments. Keywords: large scale terrain; terrain conversion; culture feature display; virtual battlefield environment 引言 虚拟战场环境已成为虚拟现实技术的一个重要研究方向。其中三维大地形模型的生成和有效管理是虚拟战场环境的重要基础，并且随着计算机技术、三维图形技术与遥感技术的快速发展，利用数字地面模型（DTM）或数字高程模型（DEM），结合高清晰度卫星或航拍照片生成某区域的三维地形模型的方法，得到用户的充分肯定，已成功应用于战场模拟、地理信息系统、地形分析、铁路公路建设、气象数据可视化等众多领域。 三维大地形模型的生成与管理技术主要涉及到地形多分辨率表示、海量地形数据和纹理数据的分页管理、地形和纹理数据的LOD控制、地形和纹理数据的快速存取和更新等关键技术。尽管前人已做了很多这方面的工作，但真正实用且适合大范围三维地形的构建及其实时渲染的算法还不多。人文特征数据在地理信息系统（GIS）中使用比较广泛，数据也比较丰富，但主要还是集中二维的符号表达方式上，与三维大地形的结合还没有形成一个有效的方法和统一的过程。 另一方面，随着计算机硬件和软件水平的不断提高，人们对三维地形的真实性要求也越来越高。除了利用光照技术 收稿日期：2004-02-24 修回日期：2004-05-30 基金项目：国家自然科学基金资助项目（69905004） 作者简介：张恒(1979-), 男, 辽宁人, 硕士生, 研究方向为多媒体与虚拟现实；张茂军(1972-), 男, 教授, 博导, 研究方向为虚拟现实系统、虚拟仿真、先进训练系统等; 刘少华(1983-), 男, 河南人, 硕士生, 研究方向为多媒体与虚拟现实。使三维地形有明暗显示外，通常为了提高三维地形的真实性，还可以添加图像纹理(如叠加卫星照片、彩色地形图等)、分形纹理(利用分形产生植被和水系等)和叠加地表地物(道路、河流、建筑物等)。本文着眼于构建真实感虚拟战场环境的需要，以Multigen公司的Creator软件为主要平台，研究了构建三维大地形模型的一般方法与步骤，并结合一个具体的项目，介绍了我们构建其三维大地形模型中选用的一些技术，以及得出的一些成功的经验。 1 构建三维大地形模型的过程 三维大地形模型直接为虚拟战场环境视景仿真服务。然而，仿真的应用目的直接决定三维大地形模型所需的精细程度[9]。“如果仿真应用系统的侧重点在于作战方案评估，则作战模型及其数据的合理性就至关重要，不能有较大的偏差，否则就得不出正确的作战方案结论。但与指挥过程相关的模型可以适当简化。如果仿真应用系统的重点在于训练，则模型及其数据相对合理即可，因为训练的重点在指挥的过程”[9]。不同的训练用途也决定不同的模型精细程度要求。比如：用于训练飞行员的仿真应用系统与用于训练坦克的仿真应用系统相比，对模型的精细程度与侧重点要求都有比较大的差异。为此，我们在构建三维地形模型之前，需要做的第一件事情便是进行仿真目的分析，得出仿真模型的应用需求。并由此选择合适的模型精细程度，以便以最小的代价，最大程度地满足用户的需求。 图1 显示了三维大地形模型构建过程的UML表示，具
航天器在轨运行的三维可视化仿真教材
本科生科研训练计划项目（SRTP）项目成果项目名称：航天器在轨运行的三维可视化仿真 项目负责人：林凡庆 项目合作者：曲大铭侯天翔杨唤晨孙洁 所在学院：空间科学与物理学院 专业年级：空间科学与技术2013级 山东大学（威海） 大学生科技创新中心
航天器在轨运行的三维可视化仿真 空间科学与物理学院空间科学与技术专业林凡庆 指导教师许国昌杜玉军摘要：航天器在轨运行的三维可视化程序设计是建立卫星仿真系统最基础的工作。航天器在轨运行的三维可视化仿真有着重要的意义：它既可以使用户对卫星在轨运行情况形成生动直观、全面具体的视觉印象，又可以大大简化卫星轨道的设计过程。本文首先构建了航天器在轨运行的三维可视化仿真程序的基本框架，然后对涉及到的关键理论与知识，如时间、坐标转换、卫星轨道理论、OpenGL图形开发库等也做了阐述，最后介绍了我们的主要工作和科研成果。我们的主要成果是实现了卫星在轨运行的三维可视化仿真并对原有程序进行了改进。 关键词：航天器在轨运行三维可视化程序设计 OpenGL Abstract：The programmer of three-dimensional visualization on satellite in-orbiting is the utmost foundational work in establishing satellite emulation system. The three-dimensional visual simulation on satellite is of great significance: it assures that users may receive a vivid and direct-viewing and it also can greatly simplify the design process of satellite orbit.The basic frame of three-dimensional visual simulation program on satellite in-orbiting has been set up firstly. then, related essential theory and knowledge such as time system, coordinate conversation, satellite orbit, OpenGL and etc also has been introduced. Lastly, our main work and research results has been introduced. Our main achievement is that we realized the program of three-dimensional visualization on satellite in-orbiting and we improve the original program. Key words：satellite In-orbit movement 3D visualization programming OpenGL 一、引言 当今社会是一个信息的社会，谁掌握了信息的主动权，就意味着掌握了整个世界。而人造卫星是当今人们准确、实时、全面的获取信息的重要手段，卫星的各项应用已经成为信息社会发展的强大动力。而人造卫星的应用是一项高投入、高风险、长周期的活动，仿真技术由于具有可控制、可重复、经济、安全、高效的特点，在人造卫星应用领域以至整个航天领域都起到了重大的作用。目前国际上较常用的卫星仿真软件主要有美国的Winorbit、美国Cybercom System公司研制的CPLAN和AGI公司的STK。其中以STK功能最为强大，界面最为友好，在卫星仿真领域占有绝对领先地位。STK功能虽然强大，但其价格昂贵，源码也不公开，无法自主扩展，并且该软件被限制了对中国的销售，所以中国不得不独立开发适于自己的卫星仿真系统[1]。而且国内目前卫星系统的仿真软件很少，主要有一些大学开发的小型的卫星系统仿真软件，还有北京航天慧海系统仿真科技有限公司开发的Vpp-STK航天卫星仿真开发平台V4.0。总体来说，国内目前在这个方面的技术还相当不成熟，因此研究和自主开发卫星仿真系统意义重大。 仿真可视化，就是把仿真中的数字信息变为直观的，以图形图像形式表示的，随时间和空间变化的仿真过程呈现在研究人员面前，使研究人员能够知道系统中变量之间、变量与参数之间、变量与外部环境之间的关系，直接获得系统的静态和动态特征[2]。 本文首先构建了航天器在轨运行的三维可视化仿真程序的基本框架，然后对涉及到的关键理论与知识，如时间、坐标转换、卫星轨道理论、OpenGL图形开发库等也做了阐述，最后介绍了我们的主要工作和科研成果。
基于LOD的三维地形可视化
基于LOD的三维地形可视化 摘要本文根据实测地形高程差数据，运用可视化技术中的LOD建模方法绘制具有真实感的三维地形。关键词科学计算可 视化；LOD建模；四叉树 1 引言虚拟现实技术是二十世纪末才兴起 的一门崭新的综合性信息技术，它融合了数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术等多个信息技术分支，并且可以逼真地模拟人在自然环境中视觉、听觉、触觉及运动等行为的人机交互技术，其应用领域和交叉领域非常广泛。然而考虑到虚拟现实和交互式可视化等交互式图形应用系统 要求图形生成速度达到实时，而计算机所提供的计算能力往往不能满足复杂三维场景 的实时绘制要求，因而研究人员从软件着手提出多种图形生成加速方法，而 LOD模型就是在虚拟现实技术中经常被采用的一种加 快图形生成速度的主要方法。本文就是利用LOD模型在计算机上精确的重构了地理信息，
实现具有真实感的三维地形。 2 LOD技术概况在运用虚拟现实技术对大规模场景进行绘制时，常见的做法是用大量的三角面片来描述场景中的几何模型，随着描述场景的三角形面片的数目的增多，所绘制的图像质量会越来越高，但是绘制速度也会变得越来越慢，有时甚至会因为绘制的场景过于复杂而出现场景漫游不流畅，画面跳变等现象，这些现象都会严重影响实时绘制的效果。为了解决这一问题，从20世纪90年代初开始，研究人员就在这方面展开了大量工作，而多层次细节模型技术就是在这样的情况下提出并发展起来的。 LOD的基本原理 LOD技术作为虚拟现实技术中的图形生成加速方法，其基本原理是：在不影响画面视觉效果的条件下，通过逐次简化景物的表面细节来减少场景的几何复 杂性利用四叉树这种数据结构方式对原来 的网格数据进行重新划分和组合。网格地形的四叉树分层 在利用四叉树方法进行LOD建模的过程中，其关键就在于怎样对原有的网格数据进
三维虚拟校园的漫游系统实现
2015.09 主要通过VR-Platform 平台编辑器中对已建立的校园模型交互功能实时设置，同时进行系统优化及设置、编译、发布等系统生成。交互功能设置是通过虚拟相机生成、光照、云彩效果生成、消隐、碰撞检测功能，为校园模型增加场景的逼真度；经过系统优化工作以提高系统交互感，最后对系统添加背景音乐、编译测试、发布运行。 1场景合成导入 首先运用3DS Max 软件进行场景合成，然后将场景导入 到VR-Platform 平台中，通过VRP 平台进行交互处理后，最终生成三维虚拟校园漫游系统。 2交互功能设置 运用VR-Platform 平台编辑器可实现场景模型的交互处 理，包括虚拟相机生成、场景真实化处理、优化处理以及设置背景音乐等。 2.1虚拟相机生成 在三维虚拟校园系统中漫游，其实质是以某一点为基础 点进行观看游览，随着基础点的移动而变换场景，因此在系统开发时需要生成虚拟相机，用以模拟用户在虚拟校园中漫游的视角。 VRP-BUILDER 中内置了多种样式的相机，开发者可以自 由选择，如定点观察相机、行走相机、飞行相机等。其中：定点相机主要用于拍摄虚拟场景；行走相机主要用于模拟人的第一视角进行漫游交互，开发者可自主选择观看位置和观看角度，视线可实现360度调整，可提高虚拟校园的交互性和逼真度，因此行走相机对系统交互性的影响最大；动画相机用于创建自由漫游的路径，并可按此路径进行游览；飞行相机则是通过创建一个较高的视点，实现用户在高空俯瞰校园虚拟场。灵活运用以上多种虚拟相机，系统开发者可设计出不同模式、不同视角的用户自主控制漫游路径。 2．2光照效果 在3DS Max 中，可使用天空盒模型生成辽阔的天空场景， 但实现天空场景的逼真感，还需要有云朵、光照等与真实校园上的天空相似的景观和气候，其中光照就是必不可少的模块。在VR-Platform 平台中，生成光照对象后调整光线方向，使其投射去向和场景投影方向相同。同时还可进一步添加光晕效果，选择合适的光晕加入到虚拟校园系统中，调整其高 度和角度参数，使其与光照方向相吻合，结合天空盒中的光线方向，即可生成美丽的光圈。 2．3云彩效果 云彩是实现虚拟校园系统逼真性不可缺少的道具之一。 为实现更加逼真的云彩效果，建议在天空中对云彩效果进行随机布置，并设置好云彩的浓淡效果，从蓝天到白云应有一个由淡转浓的渐变过程，才可实现云彩效果的逼真性。 2．4消隐 各种三维模型绘制的先后顺序不一样，在整个虚拟场景 中，经常会出现某些模型的一部分被其他部分遮盖住的情况。用户漫游虚拟校园时，随着视点和视角的变化，有些场景对用户来说是不可见的，不可见的场景是随着视点和视角的变化而变化的。为实现这种变化，使三维场景的立体观感更强烈，应对不可见的场景进行隐藏，即进行图形的消隐处理，经过消隐处理的图像视觉观感更为真实。 2．5碰撞检测 真实世界中，人体是无法穿过固态物体的；而在虚拟校 园系统中，大部分的模型为三维模型，这些三维模型在用户的视点发生变化时，可能会出现视点和物体交接穿越的现象。为了更加真实地模拟校园，需要对这类碰撞进行检测。碰撞检测可判定视点与模型之间是否会发生碰撞，增强虚拟系统的交互感与真实感，从而让用户产生身临其境的逼真感。因此，一个逼真的虚拟系统需要高效的碰撞检测算法。 内置物理引擎系统的碰撞检测算法具有非常高的效率是 VR-Platform 平台的显著优势之一，VR-Platform 平台在进行物 理模拟之前，先重组三维场景中所有模型的片和面，使其格式最优化并进行存储，后续的模拟将不需要进行再次计算。为排除碰撞检测时可能出现的计算冗余，在碰撞检测前，VR- Platform 平台会进行多次过滤，包括场景过滤、碰撞组过滤、 包围盒过滤以及动、静物体过滤。 3系统优化 在信息收集和模块建模之后需要对模型进行优化，以确 保虚拟校园系统不仅可以保证良好的沉浸感、交互性和仿真感，还能高效、快速和流畅地运行，这种优化需要在整个项 三维虚拟校园的漫游系统实现 徐飞 （安徽理工学校，安徽安庆246002） 摘 要：虚拟校园系统是虚拟现实技术在教育领域的一个重要应用，可服务于学校的宣传展示、资源管理、规划设 计、远程访问等，也是校园管理信息化的一个重要应用，对学校的数字化管理具有较重要的积极影响。 关键词：三维虚拟校园漫游系统；虚拟现实；VR-Platform 平台；碰撞检测；交互功能；漫游功能 收稿日期： 2015-01-12 91 DOI:10.16184/https://www.360docs.net/doc/f214881668.html,prg.2015.09.040