郭向坤,林 浒,刘继申,王鸿亮

1(中国科学院大学,北京 100049) 2(中国科学院 沈阳计算技术研究所,沈阳 110168) E-mail:guoxiangkun@sict.ac.cn

1 引 言

大规模三维地形场景的实时渲染是虚拟现实领域研究的热点,广泛应用于战场环境仿真、计算机游戏及虚拟现实等领域.三维地形场景绘制综合了数据采集、网格简化、海量数据处理、纹理映射和实时渲染等多项技术.普通计算机和图形处理器的性能无法满足大规模地形场景的实时渲染的要求.在复杂的地形场景中,模拟出高度逼真的三维地形效果是计算机图形学领域研究的难点问题.

对大规模地形数据的实时渲染,当前的研究热点主要集中在大规模数据块的数据调度、网格简化、裂缝消除和视域裁剪等方面.在网格简化方法中,细节层次 (Level Of Detail,LOD) 模型是近年来学者们的重点研究方向.对多分辨率LOD模型的研究早期多是面向CPU顶点级LOD方法[1-3]和基于块的批LOD方法[4-6],对于串行执行的CPU来说执行此操作需要消耗较长的处理时间;在GPU中渲染场景时,CPU和GPU之间频繁通信也消耗大量时间[7].近年来,凭借GPU的高浮点计算能力、高度并行处理和可编程能力的提高,国内外一些学者利用OpenGL中的着色器在GPU上进行数据块的网格简化[7,8].这类方法可有效减轻CPU处理数据的压力,但是把非图形的大量计算任务交给OpenGL着色器处理,编程实现比较困难且具有局限性.随着GPGPU技术迅速发展,涌现出一些GPU编程平台,例如CUDA和OpenCL.在OpenCL平台上可以对GPU进行编程完成通用的数据处理,可减……