基于核外渲染的大规模红外场景实时仿真系统研究

摘要

大规模红外场景实时仿真技术是虚拟现实领域的重要研究方向。由于卫星遥感技术的全面发展,人们能够获取精细度很高的影像纹理数据以及数字几何高程数据,这样就导致了红外地形绘制渲染时,地形数据和纹理数据量的大幅度增加,动辄数GB、甚至可能几十GB,这些海量的数据没办法整体一次性的调入内存当中。因此,具有大规模数据渲染能力,能够生成高真实度和高分辨率红外图像的实时渲染系统越来越受关注。
　　本文对大规模红外场景实时核外渲染系统进行了研究,实现了一个具有大规模数据渲染能力的红外实时渲染系统。仿真系统主要分为两大模块,第一,本文系统创建了符合红外成像过程的“背景—目标—大气—成像系统”模型,充分考虑了大气路径辐射、大气透过率和红外成像系统效应对仿真结果的影响。第二,本文系统针对大规模红外场景的渲染规模和渲染效率的问题,采用LOD(Level Of Detail)技术生成具有多细节层次多分辨率的场景模型,提高了系统仿真效率,并继承核外算法的思想,提出了基于视点的场景核外渲染算法,实现了场景资源的动态加载。该系统为今后大规模红外场景实时渲染系统的完善打下基础。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外发展现状

1.3 研究内容和论文结构

第二章 图形硬件瓶颈和渲染引擎工作原理分析

2.1 大规模三维场景渲染的硬件瓶颈

2.2 OGRE 3D开源图形渲染引擎原理分析

2.3 MFC图形用户界面和OGRE渲染引擎的结合

2.4 小结

第三章 基于视点的核外渲染机制的研究

3.1 大规模场景渲染的核外渲染算法原理分析

3.2模型LOD生成方法分析

3.3 基于OGRE的资源核外层次描述

3.4 基于视点的核外渲染算法分析

3.5 小结

第四章 大规模红外场景的核外实时渲染系统的研究及实现

4.1 大规模红外场景仿真系统流程和框架

4.2 红外特征建模子模块

4.3 大气传输和天空背景子模块

4.4 探测器成像系统效应子模块

4.5 基于GPU的实时红外图像渲染模块

4.6 基于核外渲染的大规模红外场景实时仿真系统的实现

4.7 系统仿真结果与数据分析

4.8 小结

第五章 结论

5.1 研究总结

5.2 未来展望

致谢

参考文献