【正文】 1 畢業(yè)論文 論文題目： 基于高度圖的三維地形生成技術(shù)研究 系 別： ___ 計(jì)算機(jī)系 _ _ _ _ _ 專(zhuān)業(yè)年級(jí)： _ _ __ _ 學(xué) 號(hào)： ____ ___ _ 姓 名： ___ _ __ 指導(dǎo)教師、職稱(chēng)： __ 年 5 月 10 日 I 3D Terrain Generation Based on Height Map College： _ Specialty and Grade： Number： Name: Advisor: Submitted time: II 目錄 摘要 ................................................................................ 1 Abstract ............................................................................ 1 1 緒論 .............................................................................. 2 研究的前景和意義 ............................................................ 2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .............................................................. 2 本文研究的內(nèi)容 ............................................................. 3 2 基于 OpenGL＋ MFC 的建?；A(chǔ) ........................................................ 4 OpenGL 概述 ................................................................. 4 OpenGL 渲染管道 ............................................................. 5 顯示列表 .............................................................. 5 求值器 ................................................................ 5 基于頂點(diǎn)的操作 ........................................................ 5 圖元裝配 .............................................................. 5 像素操作 .............................................................. 6 紋理裝配 .............................................................. 6 光棚化 ................................................................ 6 片斷操作 .............................................................. 6 MFC 概述 .................................................................... 6 封裝 .................................................................. 7 繼承 .................................................................. 7 虛擬函數(shù)和動(dòng)態(tài)約束 .................................................... 8 MFC 的宏觀框架體系 .................................................... 8 MFC 編程框架 ................................................................ 8 基于 OpenGL+MFC 的三維模擬的編程環(huán)境配置 .................................... 11 3 基于高度圖的地形生成 ............................................................. 15 由一幅高度圖生成地形的原理、關(guān)鍵算法 ....................................... 15 4 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) ................................................................. 17 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)的原理、關(guān)鍵技術(shù) ................................................. 17 系統(tǒng)中高度圖的讀取、 紋理映射 ............................................... 18 系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ................................................................. 18 實(shí)驗(yàn)結(jié)果（屏幕截圖） ....................................................... 20 5 結(jié)論與展望 ....................................................................... 23 結(jié)論 ....................................................................... 23 展望 ....................................................................... 23 致謝 ............................................................................... 24 參考文獻(xiàn) ........................................................................... 25 1 摘 要 本文在吸取了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、現(xiàn)代數(shù)學(xué)、測(cè)繪學(xué)等眾多領(lǐng)域大量先進(jìn)理論成果的基礎(chǔ)上，研究了地形建模的基本理論和方法 基于高度圖的地形 生成 技術(shù) .文章分析了基于高度圖的均勻網(wǎng)格地形渲染算法，給出了具體實(shí)現(xiàn)并提出了有效的改進(jìn)方法。該算法頂點(diǎn)數(shù)組來(lái)提高對(duì)均勻網(wǎng)格的渲染效率；在多細(xì)節(jié)層次算法中增加了地形邊緣的細(xì)節(jié)層次，使地形輪廓更為清楚 。 指出圖形生成是虛擬現(xiàn)實(shí)的關(guān)鍵問(wèn)題并綜述了圖形生成的技術(shù)；隨后回顧了地形生成及實(shí)時(shí)顯示技術(shù)和方法。在此基礎(chǔ)上 通過(guò)在位圖的灰度 值與地形高程之間建立映射關(guān)系，快速生成了三維網(wǎng)格地形． 以生成具有高度真實(shí)感的三維地形。 關(guān)鍵詞 ： 三維地形；三維圖形；地形建模；地形模型；灰度等級(jí)；三維地形模擬 1 Abstract This thesis absorbing the puter graphics, the modern mathematics, the surveying and mapping and other advanced theory achievements, has studied the terrain modeling elementary theory and the method. This thesis analyzes the uniformity of the height map terrain rendering algorithms, and put forward the effective improvement methods. By improving the efficiency of rendering uniform grid and adding the edge of the level of detail terrain . The terrain contours bee clearer. This thesis points it out that the generation of a virtual reality graphics is the key issues, and reviews the resulting graph technology and subsequently, reviews the terrain generation and realtime display technology and methods. Based on that, the thesis makes the reflect relationship between Height Chart and Terrain elevation. Eventually, a threedimensional grid terrain has been mapped rapidly and then produced a highly realistic threedimensional terrain. Key words： ： 3D terrain ； 3D graph； terain modeling； terrain model； gray level； 3Dterain simulating 2 1 緒論 研究的前景和意義 地形系統(tǒng)的研究一直的圖形學(xué)的熱點(diǎn)，虛擬地形主要幾種方法 分為 高度圖，分形 等。 隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué) 理論以及 計(jì)算機(jī)軟、硬件的快速發(fā)展 的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展的進(jìn)步人們對(duì)自然環(huán)境虛擬技術(shù)水平越來(lái)越高。三維地形圖的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)成為了一個(gè)重要的研究方向，在虛擬現(xiàn)實(shí)生活中扮演著重要的角色 。 在構(gòu)建三維地形模型的基礎(chǔ)上 ， 包括地 形，河流，森林，建筑，乃至經(jīng)濟(jì)，科學(xué)，文化，教育等 方面 。 地形 在 計(jì)算機(jī) 上 模擬成為 當(dāng)今世界最熱門(mén)的話題 ， 由傳統(tǒng)的以平面地形圖為介質(zhì)表示二維現(xiàn)實(shí)地形到用計(jì)算機(jī)完成三維地形世界的真實(shí)再現(xiàn)，以一種直接的、可視化的、易于理解的形式表示三維地表信息，是 對(duì) 客觀真實(shí)的立體地形認(rèn)識(shí)和表示的飛躍。根據(jù)模型的逼真度結(jié)合其他技術(shù)的應(yīng)用，以地形模型研究為基礎(chǔ)，開(kāi)展地形或大型工程、著名風(fēng)景名勝區(qū)的三維景觀實(shí)時(shí)顯示的研究，對(duì)于大型工程管理和仿真具有深遠(yuǎn)的學(xué)術(shù)意義， 制作地形有好幾種方法來(lái)制作地形系統(tǒng)。每一種方法都有它的優(yōu)勢(shì)和弱勢(shì) ， 用高度圖來(lái) 制作地形是相當(dāng)簡(jiǎn)單的，而且它可以生成一些最為真實(shí)的地形結(jié)構(gòu) ，如果在制作地形期間，哪個(gè)細(xì)節(jié)或有大的變動(dòng)，使用高度圖來(lái)實(shí)現(xiàn)的都可以快速的完成 修改。三維地形就存在我們生活范圍， 比如說(shuō)我們的經(jīng)常玩 游戲。開(kāi)發(fā)商為了更好的吸收玩家 ，開(kāi)發(fā)商 會(huì)不惜一切代價(jià)去開(kāi)發(fā)虛擬地形， 越來(lái)越細(xì)節(jié)化，游戲中的地形系統(tǒng)也隨著時(shí)間的推移變得越來(lái)越漂亮了。 實(shí)現(xiàn)商家的經(jīng)濟(jì)利益最大化。 三維地形圖 最顯著特征就是臨場(chǎng)感， 一個(gè)場(chǎng)景 通過(guò)方向鍵結(jié)合其他按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景的左右旋轉(zhuǎn)、放大、縮小等。實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景漫游 ， 可以通過(guò)設(shè)置視點(diǎn)以及觀察方向來(lái)實(shí)現(xiàn) 。 讓地形場(chǎng)景更接近生 活， 真有種身臨其境的感覺(jué)。 再說(shuō)不久前狂熱 3D電影阿凡達(dá)，在電影界引起熱潮，創(chuàng)造 票房的 奇跡，電影中有許多地形都是虛擬的地形圖。 還有小區(qū)景光 等等。 總之虛擬地形不僅在旅游、游戲、電影這幾個(gè)方面體會(huì)它的價(jià)值。它已經(jīng)涉及到人們生活的方方面面，人們正在享受著它為我們帶來(lái)的樂(lè)趣，并利用這個(gè)機(jī)遇 為社會(huì)創(chuàng)造價(jià) 值 。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國(guó)外對(duì)虛擬三維的實(shí)時(shí)繪制技術(shù)研究主要集中在實(shí)時(shí)的可見(jiàn)性提出技術(shù)、多分辨率細(xì)節(jié)層次 LOD簡(jiǎn)化技術(shù)和基于圖像的繪制加速技術(shù)等。 早在 1976年， Clark就提出 應(yīng)用圖形學(xué)理論管理地理信息 思想。近兒 年來(lái)，關(guān)于模型 三維地形 的研究非?；馃?，出現(xiàn)了各種算法和技術(shù)，被 模擬 的對(duì)象也涉及到 各個(gè)方面 ，比如光譜數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)以及自定