海量城市三维模型网络异步调度与实时渲染算法研究
虚拟现实技术，尤其是数字城市技术，在城市规划、建筑设计、工业仿真和地理环境模拟等日常生活领域中发挥着重要作用。随着迅猛发展和日趋完善的互联网技术在各个领域的应用，以及虚拟现实行业的实际需求，网络版数字城市系统已成为虚拟现实发展的主要方向。单机版软件到网络版系统的转变，使得该技术的使用人群由专业技术人员扩展到大众普通用户。这极大促进了虚拟现实的发展，但同时，海量城市三维模型作为网络虚拟现实系统的基础，对服务器在保存、读取和调度海量空间数据方面提出了极高的要求。 本论文以全球尺度的嵌套四叉树空间索引、海量城市三维模型数据的渲染和存取效率模型为主要研究对象;以搭建适用于海量三维空间数据查询及网络异步调度的虚拟现实系统为目标;以实现稳定、准确、快速地海量空间数据网络异步调度和空间数据传输框架为主要研究内容;将研究成果与虚拟现实系统VRGIS平台无缝集成，并采用Hadoop技术搭建分布式文件管理系统服务器，对城市三维模型网络异步调度与渲染系统进行了设计与实现。论文的主要工作内容以及具体研究成果如下: (1)城市三维模型网络异步调度与渲染系统架构设计 本文从该虚拟现实系统的网络性和数据量大的特点出发，服务器端采用成熟的分布式文件管理系统存储海量三维空间模型，使用ActiveX控件及动态链接库技术，将客户端与渲染引擎挂接，实现模型网络异步调度与渲染系统的架构设计。 (2)数据在四叉树与哈希查询嵌套网格索引中的存储与查询 针对城市三维模型空间数据的全球范围尺度、散落分布的特点，本文使用四叉树与哈希查询嵌套网格索引方法，即四叉树快速锁定数据查询范围，哈希查询直接定位空间数据存储位置，解决海量空间数据存储、查询效率慢的问题，整体提高系统的运行性能。 (3)城市三维模型网络异步调度与渲染 本文实现适合球面浏览的相机模式，以相机位置作为主要条件，并利用LOD技术对城市模型纹理进行层次分级与优化，同时，由相机位置推算需进行数据交换的网格，构建单次网络请求数据下载量与下载速度间的关系模型，求得每次请求最佳数据量大小以获得最佳下载速度。 (4)城市三维模型网络异步调度与渲染系统实现与应用 本文将研究成果与虚拟现实系统VRGIS平台实现无缝集成作为客服端插件，构建基于HTTP协议下载的Web服务器实现与分布式文件管理系统的联接，最终实现城市三维模型网络异步调度与渲染系统。
城市三维模型;网络虚拟现实系统;网络异步调度;实时渲染算法
中国海洋大学
硕士
地图学与地理信息系统
韩勇
2015
中文
TP393.01
56
2016-01-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）