海量城市三維模型網(wǎng)絡(luò)異步調(diào)度與實時渲染算法研究.pdf

1、虛擬現(xiàn)實技術(shù)，尤其是數(shù)字城市技術(shù)，在城市規(guī)劃、建筑設(shè)計、工業(yè)仿真和地理環(huán)境模擬等日常生活領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。隨著迅猛發(fā)展和日趨完善的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在各個領(lǐng)域的應(yīng)用，以及虛擬現(xiàn)實行業(yè)的實際需求，網(wǎng)絡(luò)版數(shù)字城市系統(tǒng)已成為虛擬現(xiàn)實發(fā)展的主要方向。單機版軟件到網(wǎng)絡(luò)版系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變，使得該技術(shù)的使用人群由專業(yè)技術(shù)人員擴展到大眾普通用戶。這極大促進了虛擬現(xiàn)實的發(fā)展，但同時，海量城市三維模型作為網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的基礎(chǔ)，對服務(wù)器在保存、讀取和調(diào)度海量空間數(shù)據(jù)

2、方面提出了極高的要求。
　　本論文以全球尺度的嵌套四叉樹空間索引、海量城市三維模型數(shù)據(jù)的渲染和存取效率模型為主要研究對象;以搭建適用于海量三維空間數(shù)據(jù)查詢及網(wǎng)絡(luò)異步調(diào)度的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)為目標(biāo);以實現(xiàn)穩(wěn)定、準確、快速地海量空間數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)異步調(diào)度和空間數(shù)據(jù)傳輸框架為主要研究內(nèi)容;將研究成果與虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)VRGIS平臺無縫集成，并采用Hadoop技術(shù)搭建分布式文件管理系統(tǒng)服務(wù)器，對城市三維模型網(wǎng)絡(luò)異步調(diào)度與渲染系統(tǒng)進行了設(shè)計與實現(xiàn)。論文的主

3、要工作內(nèi)容以及具體研究成果如下:
　　(1)城市三維模型網(wǎng)絡(luò)異步調(diào)度與渲染系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計
　　本文從該虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)性和數(shù)據(jù)量大的特點出發(fā)，服務(wù)器端采用成熟的分布式文件管理系統(tǒng)存儲海量三維空間模型，使用ActiveX控件及動態(tài)鏈接庫技術(shù)，將客戶端與渲染引擎掛接，實現(xiàn)模型網(wǎng)絡(luò)異步調(diào)度與渲染系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計。
　　(2)數(shù)據(jù)在四叉樹與哈希查詢嵌套網(wǎng)格索引中的存儲與查詢
　　針對城市三維模型空間數(shù)據(jù)的全球范圍尺度、散落

4、分布的特點，本文使用四叉樹與哈希查詢嵌套網(wǎng)格索引方法，即四叉樹快速鎖定數(shù)據(jù)查詢范圍，哈希查詢直接定位空間數(shù)據(jù)存儲位置，解決海量空間數(shù)據(jù)存儲、查詢效率慢的問題，整體提高系統(tǒng)的運行性能。
　　(3)城市三維模型網(wǎng)絡(luò)異步調(diào)度與渲染
　　本文實現(xiàn)適合球面瀏覽的相機模式，以相機位置作為主要條件，并利用LOD技術(shù)對城市模型紋理進行層次分級與優(yōu)化，同時，由相機位置推算需進行數(shù)據(jù)交換的網(wǎng)格，構(gòu)建單次網(wǎng)絡(luò)請求數(shù)據(jù)下載量與下載速度間的關(guān)系模型，