摘要: 包含房屋建筑的几何空间信息的可视化方法是虚拟现实应用中(如飞行器的模拟)一个重要的组成部分。以前提出的可用于飞行器模拟的几何空间信息可视化方法主要依赖于基于多边形网格模型的传统计算机图形学技术。由于多边形显示的计算负载问题，在虚拟场景中远距离的房屋模型是不显示出来的。 在不增加多边形及顶点的前提下，基于图像的建模方法和渲染技术可以被用来显示在这种情况下的房屋模型。 本文中我们阐述了如何将基于图像的方法用于表达房屋建筑的几何空间信息。与目前存在的方法比较 我们的方法具有更好的特征: 它可以表达低层表面的突出效果而不用扭曲基平面的边界。 我们的方法也适用于将房屋建筑协调一致的加入到低层地形的原始几何模型当中。 目前已有几种方法能加速渲染位移纹理映射和避免显式地渲染微小多边形。 近来一种称为浮雕 纹理映射的技术被提出来用于实时的在任意多边形网 格模型上渲染表面细节。这种技术拥有低内存需求，能正确处理自阻塞、阴影和互相渗透等优点。 基于光线跟踪算法或三维图像扭曲变形的方法不能够表达表面的 突出效果。 这主要是由于这些方法采用底层表面作为高度场包容体积的顶面。 他们采用深度场而不是高度场。 基多边形是在浮雕物体的顶部， 也就是基多边形是深度值为0的平面。 浮雕物体的底部为规范化后的深度值为1的平面。 目前存在的方法只能表达互相渗透而不能表达表面的突出效果。然而为了显示地理空间信息， 尤其是高层建筑: 它应该沿着突出向上的方向表示。我们提出一种可 突出的位移纹理映射来避免以上问题。 我们采用高度场而不是深度场来表达最底面的伸出。 几何 空间信息中的基平面于是成为高度值为0的平面， 而最高的 房屋建筑的高度 规范化后的深度值为 1。 与浮雕 纹理映射相反，基平面在包容体积的顶面。 VR 模型应该周期性的更新以保证与真实世界的一致性。为了连续的反映城区环境的变化， 我们采用了韩国国家地理信息系统 (NGIS)项目中的地理信息。 我们用 NGIS数字地图来创建城区 环境中房屋建筑的高度图。 在韩国的城区环境中有许多具有简单结构的盒形建筑。 由于 盒形建筑在居民区的数量还在持续增长， 用相当简单的几何空间信息来表达城区 房屋建筑是有可能的。 在航拍像片中由于图像并不垂直于地面， 房屋建筑经常看来是向地面倾倒。正交的航拍像片可以通过几何修正和从几张航拍像片的 正交处理来得到。 由于在此项研究中我们采用正交处理后的 航拍像片，将数字图映射到航拍像片上是很容易的， 并且在 建筑物和地面间没有干涉。 从数字图中可以提取建筑物的轮廓线。 韩国 NGIS系统第二版中的数字图拥有每一个 建筑物的层数和类型信息。 使用这些信息，我们可以估算出每一个 建筑物的高度。 由 轮廓线和 NGIS 数字图的建筑物高度， 我们创建同一地区的高度场信息。由于 高度场中每一象素的值为建筑物从地面到顶层的相对高度， 高度场中基平面的高度可以忽略不计。这种方法也可以被用来在低层地形几何模型中 协调一致的加入建筑物信息。 在本文中用来创建纹理映射和高度映射的几何空间信息是广泛用于 GIS 系统中的基本数据。 我们的方法拥有数据收集简单和处理方便等特征。 本文中所使用的 航拍像片和数值图是从 韩国国家地理信息学院得到。 我们已经用 HLSL 语言实现了本文提出的方法并使用它们将表面细节映射到几个多边形物体上。 为了表达拥有几何空间信息的建筑物模型， 我们提出了一种能将突出位移映射到底层地形的基多边形上的技术。 它所采用的映射可以实时的计算并能处理 建筑物 位移的突然变化。 这种技术能制造出正确的自阻塞 、 突出和基于每个像素的光照和过滤效果。 我们将浮雕映射技术加以改善并应用到突出位移映射上。 这种新的表达方式允许用单片纹理来近似表达三维 建筑物模型。