面朝大海,春暖花开

作者:xiaokcehui2016-11-10 17:56分类: 3D&VR 标签: OSG

 

1OSG适合工业设计和仿真,广泛应用在海洋、城市、交通、军事、地质等领域。

2GPU并行计算、着色语言 GLSL编程、多线程已经普及了,普通电脑也能够实现很好的显示效率和效果

3、基于OSG可以实现地形编辑功能,添加道路、房屋等要素

4、合理利用动态纹理,大胆地想象和实验,作出更好的算法和应用

项杰 OSG 中三维场景构建的关键技术》

首先,我们用基于OSG 的地形生成工具VPB 367M 的纹理数据(见图7)和187M 的高程数据(见图6)生成OSG 的地形文件ive

 

Win32 平台下C++编译器中,显示地形的基本步骤如下:

1)新建一个Viewer 对象。

osg:: ref_ptr<osgViewer> = new osgViewer::Viewer ();

2)加载已生成的地形文件。osg:: ref_ptr<osg::Node> model = osgDB:: readNodeFiles (_T (D: //demo.ive)

);

3)对加载的地形数据进行优化,删除冗余的节点和状态等。

osgUtil:: Optimizer optimizer;

optimizer.optimize (loadedModel.get ());

4)设置渲染场景的数据。

viewer.setSceneData ( model.get () );

5)最终将数据在图形显示视备上可视化。

viewer.realize ();

viewer.run ();

笔者也对显示帧速率进行了测试,结果如图8 所示,实验证明了该地形显示的平均速率在60 帧以上。这说明OSG 在对OpenGL 的封装过程中不仅没有降低其显示效率,而且极大地提高了开发效率,简单的几句话就能够完成地形的导入与显示。

宋蒙 海底溢油三维仿真关键技术研究

1)利用 OSG 的树形结构图形管理方式对三维场景中的对象进行高效组织管理,增强了绘制速率,研究其三维交互的关键技术,采用多线程消息传递机制与MFC 进行消息响应,实现界面对场景的多功能控制。

 2)对三维场景仿真技术进行调研,应用 GPU GLSL 编程语言实现海底地形的加速绘制

 3)用 GPU 并行计算完成 FFT 的海面实时动态仿真和基于纹理的绘制方式,并对这两种实现方式给出对比说明。

 4)采用粒子系统,从如何加速绘制、GPU 并行计算方面,研究 VBOFBOCUDA 不同加速更新绘制技术,对不同的方式进行测试对比,目前 CUDA VBO结合技术能够支持最大数据量的粒子,可达百万级。在此研究基础上,使用 GPU着色语言 GLSL 处理数万个油粒子在不同时刻呈现的不同属性的动态运动过程,模拟再现溢油事故的溢油运动过程。

 5)用 OSG 碰撞检测技术实现海底地形与观察范围的动态裁剪,呈现局部海洋环境的溢油观察场景,弥补目前海洋场景沉浸式观察模式的不足。

李小青 基于MAX脚本和OSG的树木可视化算法研究与实现_

第三,使用 3ds Max 插件实现树木模型的创建,以不同的细节层次导出树干的模型。

第四,树冠纹理的获取基于 MAX 脚本并使用摄像机远近剪切面。纹理的存储采用了树状结构,便于存放和读取。为了获取不同角度的树冠纹理,使用了多个切片组,切片组的数量可以通过界面交互控制。同一角度的纹理图片的数量也可以由用户通过界面输入,在程序中通过调整远近剪切面动画来实现纹理渲染。

 第五,实现树木可视化所采用的算法是切片算法,是基于 OSG 实现的,取得较好的可视化效果,程序运行效率也较高。切片算法本质上是布告板技术的扩充,但是该算法改变了布告板看上去“平”的结果,有真实的视差感觉,并且纹理是从模型的不同角度获取的,有较高的可视化质量。

 第六,提出了切片纹理 Alpha 值控制算法,纹理 Alpha 值通过视点到切片的向量和切片法向量的夹角来控制,由于两个向量夹角的度数从 90 0 度纹理时,切片的Alpha 值变化相应地从 0 1.0,故而采用了夹角的 COS 值来确定切片的 Alpha 值,从实验结果来验证,这个算法是可行的。

 第七,在 OSG 中导入地形,可以交互地实现树木的可视化,根据用户的需要选取指定范围任意树种类型,可以指定树木的高度,位置。

第八,可以导入其它模型,诸如房屋、石头等,构建虚拟场景,并且可以在场景中漫游。

_彭铄雅 基于OSGOcean的大规模深海海浪泡沫的实时模拟

(1) 利用 Phillips 频谱和 FFT 变换生成海面高度场,将频域数据转换为空间域数据,优化傅立叶系数,生成海面网格,进行海面建模。计算水平位移偏移量,模拟出波涛汹涌的海浪。由于 Phillips 频谱是从真实海浪中得到的统计数据,从而能够模拟出较高真实感的深海海浪。

 (2) 系统的研究了海面高度值数据与海洋网格顶点的对应情况,采用多分辨率的细节层次 LOD 网格对海洋网格进行细化并解决网格之间的拼接问题,实现了随视点变化的无限海域自适应漫游。对 Snell 定律中的 Fresnel 反射系数进行适当的优化,使空气和海面之间的环境光达到最真实;在原有的 Phong 光照模型基础上引入 Blinn-Phong 光照模型对海面的镜面反射进行模拟,得到的海洋表面更

加柔和,运行速度更快。

 (3)  针对当海浪激烈震动时由平铺方法产生的泡沫整齐排列的问题,提出了比较简单、不用改变海面的基本几何构造,效果比较明显的动态阈值方法,而且使泡沫重复性问题得以解决。而对于海浪泡沫周期性重复的问题,提出了动态纹理与随机函数相结合的方法,将在海面的同一位置随机采取不同的纹理贴图,消除泡沫的重复性,该方法切实改变海面泡沫产生的重复性,而且不增加帧速率。

吴东亚1基于OSG 的地形多分辨率四叉树模型

针对大地形数据量庞大的特点,建立了地形多分辨率四叉树模型,构建了该模型的存储结构,即采用大数据文件加索引文件的形式进行存储,采用该存储结构可快速读取到需求数据,并阐述了数字高程模型( Digital ElevationModelDEM) 数据和纹理数据的存储步骤; 设计了数据的并行多线程调度机制,该调度机制采用共享内存策略实现同步,确保了信息处理高效有序地执行结果表明: 该模型在OSG 中能够按需快速加载地形数据,实现高效渲染

申皓 基于OSG的多源异构油藏模型三维可视化系统研究_

2、针对多源异构油藏模型,设计并实现了模型可视化公共数据接口引擎,通过研究模型统一绘制方法实现不同油藏模型统一绘制,并针对大规模网格模型占用内存大、实时绘制速度慢等问题,提出了异构网格模型消隐算法,对原始数据进行优化处理,提高模型绘制效率和增加模型规模扩展性。

 3、针对井轨迹模型数据,设计了基于切面和三角网方法进行三维井轨迹绘制,该方法简单易计算,既解决弯曲处连接处理问题,也保证了绘制的效率性,并基于 OSG实现井筒、井头球和井名的三维显示。

 4、通过充分利用 OSG 轨迹球漫游器方便快捷的实现模型漫游和各视点切换显示等功能,并针对模型仿真效果和“跳跃”显示问题,研究了段内插值法和坐标转换法实现了油藏模型的彩色光滑显示。

 基于OSG的铁路三维实时交互式可视化技术研究

地形模型和铁路模型的融合是搭建铁路三维场景的关键点和难点针对地形分页数据库的特点, 本文采用以下算法:检索地形分页数据库, 找出与路基边界有叠加区域的地形文件, 计算地形与路基重叠区域的边界线, 利用该地形文件三维点构建Delaunay三角网, 并将重叠区域边界线作为约束边界嵌入Delaunay三角网, 最后剔除约束边界内部的三角形, 实现线路模型与地形模型的融合

场景编辑主要包括地形编辑和桥梁编辑地形数据中有时会存在高程异常点, 造成地形模型存在不合理区域, 影响三维可视化的整体效果可采用地形编辑功能, 拾取高程异常点, 修改高程值, 消除其对三维场景的影响桥梁编辑功能是指用户可以拾取某座桥梁, 更改其桥型孔跨尺寸等, 系统根据更新后的数据构建新的桥梁模型

安超 《基于OSG实现多核异构三维地质模型可视化技术研究》

4)读取加载 SEGY 数据是本文的重点和难点,在实现了场景节点控制的基础上,将 SEGY 数据加载到了显示界面中,同时利用 OSG 封装的色棒将数据和颜色一一对应,达到了对地震数据的三维描述。

5)在将 SEGY 数据实现加载之后,根据实际需要提取所需要的地震道数据,做成数据图片,同时对其进行纹理渲染,然后加入到场景节点中进行显示。在这过程中实现了速度剖面和块体的三维显示,并且达到了良好的显示效果。在显示的过程中还实现了对边界框的显示,增加了对地质模型的三维显示效果。

6)本文对三维地质模型可视化的研究也应用到了 STseis 软件当中,对软件的开发做出了贡献。

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