Разработка и исследование методов адаптивного синтеза изображений рельефов местности

• Автор: Перков, Антон Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 166 с. : ил.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
1. ЗАДАЧА ВИЗУАЛИЗАЦИИ РЕЛЬЕФА
1.1. Общая характеристика задачи
1.2. Классификация рельефов по способу представления информации
1.3. Организация параллельных структур для систем синтеза изображения рельефа
1.4. Адаптация в задаче визуализации рельефов
1.4.1. Определение параметров наблюдения
1.4.2. Адаптация выборки элементов сцены к пирамиде видимости
1.4.3. Адаптация представления рельефа к параметрам наблюдения
1.4.4. Адаптация процесса визуализации рельефа к структуре вычислительной системы
1.4. Постановка задачи исследования
2. РАЗРАБОТКА АДАПТИВНОГО МЕТОДА СИНТЕЗА ИЗОБРАЖЕНИЙ РЕЛЬЕФА
МЕСТНОСТИ, ПРЕДСТАВЛЕННОГО В ВИДЕ ТНС
2.1. Способы представления рельефов со связными элементами
2.2. Обход рельефа, представленного в виде связных треугольников
2.3. Учет пирамиды видимости при обходе рельефа, представленного в виде
связных треугольников
2.4. Поиск стартового треугольника при применении волнового метода выборки
2.5. Обход рельефа, представленного в виде связных ребер
2.5. Выводы
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ АДАПТИВНОГО ВОЛНО-
ВОГО МЕТОДА К РЕЛЬЕФАМ С МУЛЬТИРАЗРЕШЕНИЕМ
3.1. Выбор наиболее эффективного представления рельефа с мультиразрешением для динамической выборки треугольников с требуемой точностью
3.2. Построение ГиТ
3.3. Способы обхода гипертриангуляции
3.4. Извлечение поверхности с постоянной погрешностью аппроксимации
3.5. Извлечение поверхности с переменной погрешностью аппроксимации

3.6. Учет пирамиды видимости при обходе рельефа, представленного гипертриангуляцией
3.7. Выводы
4. РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНЫХ МЕТОДОВ РАБОТЫ С РЕЛЬЕФАМИ, ПРЕД-
СТАВЛЕННЫМИ В ВИДЕ РЕГУЛЯРНОЙ ПРЯМОУГОЛЬНОЙ РЕШЕТКИ
4.1. Адаптация выборки треугольников из ПР к параметрам наблюдения
4.2. Адаптация шагов ПР к производительности системы визуализации и к заданным параметрам наблюдения
4.3. Преобразование ПР в ТНС в целях сокращения объема описания рельефа
4.4. Выводы
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ АДАПТИВНЫХ МЕТОДОВ ВИЗУА-
ЛИЗАЦИИ
5.1. Разработка системы для оценки эффективности адаптивных методов визуализации
5.2. Экспериментальное исследование адаптивных волновых методов визуализации для рельефа, представленного ТНС
5.3. Экспериментальное исследование адаптивного метода визуализации для рельефа, представленного ПР
5.4. Особенности структурной организации параллельной системы адаптивного синтеза изображений рельефов местности
5.4. Практическое применение полученных результатов в системе визуализации для тренажера операторов подвижных объектов
5.5. Выводы
6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ВС - вычислительная система;
ГИС - геоинформационная система;
ГиТ - гипертриангуляция;
ГК - графический конвейер;
ДМР - дискретная модель рельефа;
ММР - математическая модель рельефа;
МТ - мультитриангуляция;
ОМ - объект с мультиразрешением;
ПК - персональный компьютер;
ПР - прямоугольная решетка;
ТНС - триангулированная нерегулярная сетка;
УД - уровень детализации;
УМР - упрощенная модель рельефа;
ЦП - центральный процессор;
ОП - оперативная память;
ПП - полный перебор;
СТЭ - связные треугольники с определением видимости по проекции на экран;
CTXY- связные треугольники с определением видимости по проекции на план XY;
CPXY- связные ребра с определением видимости по проекции на план XY;
БВТ - блок выборки треугольников;
БИ - буфер изображения;
MUX - мультиплексор.

Особенный интерес представляет поиск способов исключения полного перебора точек, являющихся узлами ТНС. В этом случае, по причине отсутствия строгого закона распределения точек, выборка средствами вычислительной геометрии тех и только тех из них, которые попадают в пирамиду видимости, представляется невозможной. Хорошо известные методы быстрого поиска точки на плоскости (метод сетки, квадрантное дерево, двумерное дерево поиска) и в пространстве (октантное дерево и т.п.) [18, 26, 39, 40, 41] эффективны только для выборки точек в
прямоугольной области. Для случая же произвольно ориентированной трапеции или треугольника они неприменимы. Кроме того, видимость полигона далеко не всегда определяется видимостью всех его вершин. Некоторые треугольники, попадающие в пирамиду видимости, могут иметь от одной до трех вершин, не находящихся в видимом пространстве. Следовательно, необходимо анализировать попадание в пирамиду видимости не только опорных вершин, но и более крупных элементов, задающих рельеф, таких как треугольники и ребра.
При использовании ПР выбор треугольников для проецирования и растеризации представляет собой менее сложную процедуру, благодаря регулярности расположения опорных точек. Однако вычислительная геометрия не дает однозначных рекомендаций по решению данной задачи. Следовательно, задача оптимальной выборки элементов рельефа, представленного ПР, все еще может быть предметом исследования.