實驗4 地形的建模

1、實驗4 MultiGen地形建模一、實驗?zāi)康模?）掌握地形可視化仿真建模的原理（2）了解基本的地形建模方法和具體步驟二、實驗儀器：計算機、MultiGen Creator三、實驗內(nèi)容：（1）利用Creator的地形建模工具生成一個地形模型四、實驗步驟：地形可視化概念：地形可視化問題最初時根據(jù)地理信息系統(tǒng)的三維可視化需求提供的。隨著地理信息系統(tǒng)合同計算機可視化技術(shù)的發(fā)展，地形可視化逐漸發(fā)展成了一個專門以研究基于數(shù)字迪曼模型或數(shù)字高程模型的生成、簡化、顯示和仿真為主要內(nèi)容的計算機可視化應(yīng)用技術(shù)。地形仿真基本原理地形可視化仿真應(yīng)用時一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，從最初確定仿真目標(biāo)、評估運行平臺圖形處理能力到最

2、終的仿真系統(tǒng)的發(fā)布，中間要經(jīng)過原始數(shù)據(jù)的采集、整理和加工，不同數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換、處理和整合，三維地形模型數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建、試驗和優(yōu)化，仿真應(yīng)用程序的設(shè)計、調(diào)試和測試等許多中間過程。而三維地形模型數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建又是其核心內(nèi)容，事實上從最底層看，三維地形數(shù)據(jù)庫就是一個多邊形的集合，這些多邊形能夠近似表示部分地球表面的狀況。對于一定的地形范圍來說，建立一個組織有序、效率較高、實用性強的地形數(shù)據(jù)庫可以說時一個反復(fù)實驗的過程：仿真標(biāo)準(zhǔn)檢測數(shù)據(jù)搜集數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)聯(lián)合數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)創(chuàng)建測試地形創(chuàng)建大面積地形有效標(biāo)準(zhǔn)動態(tài)測試特定模型高精度模型底精度模型紋理處理測 試發(fā) 布這一過程中可以通過預(yù)先仔細(xì)的計劃、準(zhǔn)備與測試來減少反復(fù)

3、實驗的次數(shù)。具體來說，一個典型的地形可視化仿真應(yīng)用的主要步驟有以下六條：（1）規(guī)劃地形數(shù)據(jù)庫：明確所要達(dá)到的仿真目標(biāo)，并確定現(xiàn)有的事事系統(tǒng)的硬件環(huán)境與然間平臺是否能滿足要求。（2）準(zhǔn)備地形數(shù)據(jù)：收集建立地形數(shù)據(jù)庫所必需的數(shù)據(jù)，并對其進(jìn)行必要的格式轉(zhuǎn)換。（3）創(chuàng)建測試地形：使用一小部分原始高程數(shù)據(jù)作為樣本，創(chuàng)建一個測試地形數(shù)據(jù)庫，并在實時系統(tǒng)平臺上對其進(jìn)行有針對性的測試。（4）完善地形模型：地形測試成功后就可以在目標(biāo)區(qū)域范圍內(nèi)映射紋理和其他特征數(shù)據(jù)，首先應(yīng)該確定仿真需要哪些特征數(shù)據(jù)，而且在確保這些特征數(shù)據(jù)無誤的前提下應(yīng)盡量減少特征數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量。（5）檢驗與優(yōu)化：在實時仿真系統(tǒng)中運行映射紋理和其他

4、特征數(shù)據(jù)的地形模型數(shù)據(jù)庫，檢驗它的性能（包括每一個細(xì)節(jié)層次，確保相鄰LOD之間能夠平滑過渡），并根據(jù)檢驗結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化。為了獲得更好的運行性能，應(yīng)減少多邊形的數(shù)量并重新組織模型數(shù)據(jù)庫的層級關(guān)系；為了取得更佳的視覺效果，可以調(diào)試賦予多邊形的紋理和材質(zhì)屬性，使之更真實。（6）添加地物模型：地形模型數(shù)據(jù)庫檢驗通過后，在實時系統(tǒng)資源允許的條件下，可以向地形模型數(shù)據(jù)庫中添加各種地物模型以豐富可視化仿真的視覺效果。地物模型可以直接在Creator 中創(chuàng)建，也可以使用其他應(yīng)用程序創(chuàng)建的三維模型。下面一個名為“Palo Alto”的真實的小鎮(zhèn)為例來介紹如何生成一個地形仿真模型：（1）導(dǎo)入原始地形數(shù)據(jù)創(chuàng)建地形模型

5、數(shù)據(jù)庫的第一步是在Creator中導(dǎo)入原始地形高程數(shù)據(jù)文件（在導(dǎo)入之前先要將DEM文件轉(zhuǎn)換為Creator中使用的DED文件）。打開菜單“Terrain”à“New Project”然后選擇Batch_TutorialTerrain下的文件，點確定就會出現(xiàn)下圖所示的地形窗口（2）在地形窗口的Project面板中加載一個已經(jīng)配置好的紋理調(diào)板。方法是點擊Texture文本框右邊的瀏覽按鈕，指定Batch_TutorialTexture目錄下的palo_alto1.txt 文件；然后指定一個生成地形模型文件的輸出目錄，如下圖所示：（3）為模型設(shè)置兩個LOD如下圖所示（4）在地形窗口的Bat

6、ch面板中進(jìn)行相關(guān)設(shè)置，包括啟用“Enable Area Processing”和“Show Grid”選項，設(shè)置“Area Block Size in X”和“Area Block Size in Y”參數(shù)為120單位為“Posts”，并設(shè)置“Prefix”參數(shù)項為“palo_alto”如下圖所示：（5）設(shè)置地形轉(zhuǎn)換參數(shù)。首先根據(jù)地形的地理位置，在地形窗口的“Map”面板中把投影方式設(shè)為“Flat Earth”；地形三角形化的參數(shù)，在地形窗口的“Triangle”面板中進(jìn)行設(shè)置，本試驗中采用的是“Polymesh”地形轉(zhuǎn)換算法，高程采樣率設(shè)為20，并啟用“Group Objects”選項，如

7、下圖所示： （6）選擇所要映射的地形特征數(shù)據(jù)。 在“Project”面板中，將特征映射參考文件“Feature Preferences”；再設(shè)置用于從DFD文件中提取數(shù)據(jù)，并將其映射到地形模型的規(guī)則和動態(tài)參考文件“Rules and Actions”指定到Batch_Tororial Prefs 目錄下的tutorial_rule.prefs文件，如下圖：（7）開地形窗口的“Feature”面板，構(gòu)選“Enable Feature Processing （Batch Only）”選框，然后點擊“Browse”；（8）在地形窗口的“Feature”面板中為地形模型的LOD設(shè)置相應(yīng)的規(guī)則，先選擇“

8、LOD Number”參數(shù)為0，關(guān)聯(lián)HiRule 規(guī)則；再選擇“LOD Number”參數(shù)為1，關(guān)聯(lián)LoRule規(guī)則，如下圖所示： （9）為了使用模型代替DFD文件中的線框特征定義，可以通過設(shè)置特征映射參數(shù)的方法來進(jìn)行模型替代。打開菜單“GeoFeature”à“ Feature Preferences”在彈出的映射參數(shù)窗口中選擇“Use Extermal References”選項，并指定Model Path 的目錄為 Batch_Tuorial Models ，如圖：（10）保存工程文件。點Project面板底部的“Save Project”按鈕，將當(dāng)前所有設(shè)置信息保存到工程文件

9、中（這里命名為“”）。（11）生成地形模型數(shù)據(jù)庫。單擊地形窗口的“OK”按鈕，即開始進(jìn)行地形的批處理生成計算，出來完成后，在輸出目錄下會生成兩個OpenFlight模型文件，一個是主控地形模型文件peninsula.flt，另一個是地塊模型文件pal_alto0.flt。打開主控地形模型文件peninsula.flt，就可以看到生成的地形模型。（12）如果模型中的紋理不能正常顯示則需進(jìn)行以下設(shè)定：點擊工具欄中的紋理調(diào)板圖標(biāo)選擇菜單“Info”à“List Texture”在窗口中單擊 “Select All”，再單擊“Change All Paths”來重新設(shè)定紋理的路徑，路徑應(yīng)為：Batch_TutorialTextures（13）地形模型的瀏覽。首先點擊菜單“LOD”à“Auto LOD”，將LOD的顯示方式設(shè)置為自動，然后利用鼠標(biāo)滾輪就可以對模型進(jìn)行縮放，配合鼠標(biāo)右鍵可以對模型進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。如果要進(jìn)行精細(xì)的縮放，可單擊菜單欄的“