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第一篇 三维视景仿真及可视化建模第1章 概述3

1.1 视景仿真3

1.1.1 视景仿真概念3

1.1.2 视景仿真技术的发展动态4

1.1.3 视景仿真技术的应用6

1.2 常用的三维视景仿真数据获取技术8

1.2.1 GPS测量技术8

1.2.2 摄影测量技术11

1.2.3 激光扫描测量技术12

1.2.4 遥感技术14

1.2.5 应用地球物理技术16

1.3 视景仿真数据可视化建模关键技术17

1.3.1 点云配准技术17

1.3.2 曲面重建技术19

1.3.3 网格孔洞修复技术21

1.3.4 网格简化技术22

1.3.5 可见性判断算法24

1.3.6 大区域纹理映射技术25

第二篇 三维仿真实体模型的可视化建模技术第2章 散乱点云的配准技术29

2.1 点云的局部配准策略29

2.2 点云数据的几何属性估计30

2.2.1 k-邻域的建立31

2.2.2 法矢量估算32

2.2.3 曲率估算32

2.3 基于几何特征的点云局部配准算法34

2.3.1 提取配准点34

2.3.2 点云初配准35

2.3.3 基于ICP算法的二次配准37

2.3.4 配准误差度量38

2.3.5 实验分析39

2.4 点云的全局配准策略42

2.4.1 视角分组42

2.4.2 构造局部最优点43

2.4.3 全局配准算法45

2.4.4 实验分析45

第3章 散乱数据点的网格曲面重建技术48

3.1 问题的提出48

3.2 相关技术49

3.2.1 Voronoi图与Delaunay三角剖分49

3.2.2 螺旋生长法51

3.3 曲面重建算法描述52

3.3.1 相关定义53

3.3.2 重采样53

3.3.3 网格曲面重建56

3.4 数据存储结构60

3.5 基于重采样的混合曲面重建算法61

3.6 实验分析61

3.6.1 重采样61

3.6.2 网格曲面重建62

第4章 网格曲面中的孔洞修复技术65

4.1 问题的提出65

4.2 预处理66

4.3 孔洞识别67

4.3.1 三角网格模型中常见的几种孔洞类型67

4.3.2 孔洞检测68

4.4 多类型孔洞总体修复方法69

4.4.1 基本思想69

4.4.2 常用的插值函数70

4.4.3 建立基于径向基函数的局部曲面方程74

4.4.4 确定约束点区域75

4.4.5 局部曲面采样77

4.4.6 孔洞区域的三角剖分及法向调整77

4.4.7 孔洞区域特征增强78

4.5 不同类型的孔洞修复80

4.5.1 一般孔洞的修复80

4.5.2 岛屿孔洞的修复80

4.5.3 非封闭孔洞的修复81

4.6 实验分析83

第5章 三角网格模型简化技术87

5.1 问题的提出87

5.2 基于SOFM神经网络的几何模型的区域分割算法88

5.2.1 自组织特征映射神经网络88

5.2.2 三维几何模型中SOFM相关参数的确定89

5.2.3 算法实现过程91

5.2.4 过分割区域聚合92

5.3 基于区域分割的三维模型边折叠简化算法92

5.3.1 相关内容92

5.3.2 新顶点位置97

5.3.3 边的折叠代价98

5.3.4 各区域简化程度控制及局部效果调节99

5.4 基于区域分割的三维几何模型简化算法100

5.5 实验分析101

5.5.1 基于SOFM神经网络进行区域分割的实验验证101

5.5.2 与自适应区域生长算法的对比实验101

5.5.3 基于区域分割的简化算法的实验验证102

5.5.4 算法执行时间与形变误差比较算法执行时间及形变误差比较105

第三篇 大规模仿真场景可视化建模技术第6章 大范围场景简化方法109

6.1 基于金字塔结构的地形绘制算法109

6.1.1 金字塔分层结构109

6.1.2 基于金字塔结构的LOD地形简化算法110

6.1.3 基于视场范围的简化112

6.1.4 层次间裂缝的消除113

6.1.5 实验及算法性能分析115

6.2 基于混合数据结构的简化算法116

6.2.1 四叉树结构地形数据表示117

6.2.2 基于四叉树结构的地形分块118

6.2.3 基于四叉树的TIN网格生成算法119

6.2.4 数据结构设计122

6.2.5 实验结果分析123

第7章 大规模复杂场景的可见性126

7.1 可见性计算方法分析126

7.1.1 可见性问题面临的难点127

7.1.2 常用算法分析128

7.2 视域剔除与背向面剔除133

7.2.1 视域剔除算法133

7.2.2 背向面剔除134

7.3 基于特征的遮挡剔除方法135

7.3.1 地形特征的提取135

7.3.2 基于增量地平线的遮挡剔除算法140

7.4 实验结果分析144

第8章 大规模地形数据调度与纹理映射技术147

8.1 大规模地形数据调度算法147

8.1.1 大规模地形数据处理技术147

8.1.2 基于网格分割的数据存储与调度152

8.2 基于四叉树的多级纹理映射技术156

8.2.1 多分辨率纹理映射的主要方法156

8.2.2 基于四叉树的纹理表示157

8.2.3 多分辨率纹理计算158

8.2.4 纹理调度算法159

8.3 实验结果分析164

第9章 巡航仿真系统及其地形跟随技术166

9.1 巡航仿真系统组成及功能166

9.2 地形跟随技术167

9.2.1 地形跟随技术的实现168

9.2.2 基于局部熵的地形高程数据处理168

9.2.3 快速曲率限制平滑算法169

9.2.4 实验结果分析171

参考文献173