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本文结合基于关键点路径的地形跟踪系统的自身特点,以飞行物为模拟物体,研究实现基于关键点路径的地形跟踪系统所需的相关技术,并进行系统原型设计和技术实现。全文主要内容如下:
第一部分首先结合openGL图形开发包和图形学原理简要介绍了在openGL中实现图形绘制的步骤和基本方法,然后介绍了在设计地形跟踪系统时需要使用到相关图形技术。
第二部分论述了用真实数据和模拟数据构造真实感三维地形的方法,随后简要介绍了真实感地形的实时优化技术,并在最后对辅助三维模型的构造方法作了简单介绍。通过将显示列表和多纹理对象管理技术相结合的方法结合起来提高三维模型的绘制效率。
第三部分是关键点路径的选取与绘制。在原有漫游路径选取的基础上,针对基于关键点路径的地形跟踪系统的特点和OpenGL的缺陷,提出通过在全三维地形环境下获取地形坐标数据的方法。该方法通过将地形分块和射线求交测试法相结合,能有效提高三维地形坐标数据的拾取效率和精度。在路径曲线插值部分,针对线性插值常见的视角拐角过大的情况作了平滑处理的改进。
第四部分是地形跟踪技术和视点运动控制部分。首先介绍了在三维场景中地面碰撞检测技术所采用的线性和双线性插值法做了简要介绍。接着提出将投影线相交测试方法应用在地形跟踪中,为了提高投影点所在地形三角面的检索速度,提出了将地形做分块处理的思想,并对射线相交测试和地形分块的结合起来的方法做了定性分析,指出时间复杂度相关的因素和可以改进的地方。在完成地形高度检测后,虚拟物体还需要根据检测出的地形值做姿态调整。为了简化问题,以视点运动转换为研究重点,分析了地面坐标系和观察坐标系之间的转换方法,并对视点控制方法提出了解决方案。
最后一部分是系统设计和实现部分。通过对前面相关技术的深入分析,给出了原型系统的实现步骤和基本实现模块,并分别介绍了各个模块的实现方法。以模拟地形数据实现了真实感地形场景的绘制,并将三维飞行物模型导入,实现了三维场景动态交互控制。