实验4 地形的建模 虚拟现实技术教学课件.docVIP

实验4 MultiGen地形建模 一、实验目的 （1）掌握地形可视化仿真建模的原理 （2）了解基本的地形建模方法和具体步骤 二、实验仪器： 计算机、MultiGen Creator 三、实验内容： （1）利用Creator的地形建模工具生成一个地形模型 四、实验步骤： 地形可视化概念：地形可视化问题最初时根据地理信息系统的三维可视化需求提供的。随着地理信息系统合同计算机可视化技术的发展，地形可视化逐渐发展成了一个专门以研究基于数字迪曼模型或数字高程模型的生成、简化、显示和仿真为主要内容的计算机可视化应用技术。 地形仿真基本原理 地形可视化仿真应用时一个复杂的系统工程，从最初确定仿真目标、评估运行平台图形处理能力到最终的仿真系统的发布，中间要经过原始数据的采集、整理和加工，不同数据格式的转换、处理和整合，三维地形模型数据库的创建、试验和优化，仿真应用程序的设计、调试和测试等许多中间过程。而三维地形模型数据库的创建又是其核心内容，事实上从最底层看，三维地形数据库就是一个多边形的集合，这些多边形能够近似表示部分地球表面的状况。 对于一定的地形范围来说，建立一个组织有序、效率较高、实用性强的地形数据库可以说时一个反复实验的过程： 这一过程中可以通过预先仔细的计划、准备与测试来减少反复实验的次数。具体来说，一个典型的地形可视化仿真应用的主要步骤有以下六条： （1）规划地形数据库：明确所要达到的仿真目标，并确定现有的事事系统的硬件环境与然间平台是否能满足要求。 （2）准备地形数据：收集建立地形数据库所必需的数据，并对其进行必要的格式转换。 （3）创建测试地形：使用一小部分原始高程数据作为样本，创建一个测试地形数据库，并在实时系统平台上对其进行有针对性的测试。 （4）完善地形模型：地形测试成功后就可以在目标区域范围内映射纹理和其他特征数据，首先应该确定仿真需要哪些特征数据，而且在确保这些特征数据无误的前提下应尽量减少特征数据的数据量。 （5）检验与优化：在实时仿真系统中运行映射纹理和其他特征数据的地形模型数据库，检验它的性能（包括每一个细节层次，确保相邻LOD之间能够平滑过渡），并根据检验结果进行优化。为了获得更好的运行性能，应减少多边形的数量并重新组织模型数据库的层级关系；为了取得更佳的视觉效果，可以调试赋予多边形的纹理和材质属性，使之更真实。 （6）添加地物模型：地形模型数据库检验通过后，在实时系统资源允许的条件下，可以向地形模型数据库中添加各种地物模型以丰富可视化仿真的视觉效果。地物模型可以直接在Creator 中创建，也可以使用其他应用程序创建的三维模型。 下面一个名为“Palo Alto”的真实的小镇为例来介绍如何生成一个地形仿真模型： （1）导入原始地形数据 创建地形模型数据库的第一步是在Creator中导入原始地形高程数据文件（在导入之前先要将DEM文件转换为Creator中使用的DED文件）。 打开菜单“Terrain”(“New Project”然后选择Batch_Tutorial\Terrain下的peninsula.ded文件，点确定就会出现下图所示的地形窗口 （2）在地形窗口的Project面板中加载一个已经配置好的纹理调板。方法是点击Texture文本框右边的浏览按钮，指定Batch_Tutorial\Texture目录下的palo_alto1.txt 文件；然后指定一个生成地形模型文件的输出目录，如下图所示： （3）为模型设置两个LOD如下图所示 （4）在地形窗口的Batch面板中进行相关设置，包括启用“Enable Area Processing”和“Show Grid”选项，设置“Area Block Size in X”和“Area Block Size in Y”参数为120单位为“Posts”，并设置“Prefix”参数项为“palo_alto”如下图所示： （5）设置地形转换参数。首先根据地形的地理位置，在地形窗口的“Map”面板中把投影方式设为“Flat Earth”；地形三角形化的参数，在地形窗口的“Triangle”面板中进行设置，本试验中采用的是“Polymesh”地形转换算法，高程采样率设为20，并启用“Group Objects”选项，如下图所示： （6）选择所要映射的地形特征数据。 在“Project”面板中，将特征映射参考文件“Feature Preferences”指定为 Batch_Tororial \Prefs 目录下palo_alto_dfd.prefs文件；再设置用于从DFD文件中提取数据，并将其映射到地形模型的规则和动态参考文件“Rules and Actions”指定到Batch_Tororial \Prefs 目录下的tutorial_rule.prefs