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博碩士論文 etd-0817107-175001 詳細資訊
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論文名稱
Title
三維地理模型展示及陰影分析之研究
The Visualization and Shadow Analysis for 3D Geographic Objects
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
88
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2007-07-25
繳交日期
Date of Submission
2007-08-17
關鍵字
Keywords
三維分析、資料庫、三維地理資訊系統、三維展示、OpenGL、MFC、陰影分析、多層次細節地形
LOD Terrain, DBMs, OpenGL, Shadow Analysis, MFC, 3D Analysis, 3D Visualization, 3DGIS
統計
Statistics
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中文摘要
3D GIS是目前空間資訊領域發展的重點,包括三維地形資料、三維模型資料、衛星影像貼圖、模型材質貼圖、地形多層次細節技術等三維展示功能之發展已經逐漸成熟,現有的3D GIS軟體在三維展示功能皆有優異的表現。但是對於三維空間資料處理部份,三維分析功\能仍然是缺乏的。
本研究以開發三維分析功能為目標,使用MFC及OpenGL為開發工具,建構三維地理模型展示之系統,具有基礎功能包含:攝影機控制、選取物件單一面、連結資料庫、地形多層次細節。藉由對於三維空間資料的處理,進一步使用陰影體積演算法開發三維陰影展示功\能,以及使用光跡追蹤演算法計算單一面的陰影遮蔽面積,最後結合太陽日照公式來實現陰影分析功能。
Abstract
3D GIS is the key point of the development in the area in geospatial information domain. 3D visualization techniques, including 3D terrain data processing, the 3D objects modelling , satellite or air photo image texture, model material, level-of-detail terrain, is already gradually mature and had the outstanding performance in the existing 3D GIS software. But 3D spatial analysis function was still lacking in the field of the 3D spatial data processing.
The goal of this research is to develop a 3D spatial analysis function for sun shadow in horizontal and vertical direction and to construct a system for 3D geographic objects visualization by using MFC and OpenGL as the development kit. It has some fundamental functions including: camera control, selecting a single face of a object, linking to a database, level-of-detail terrain. The shadow volume algorithm was used for 3D shadow visualization, and light tracing algorithm was used to compute a single face’s culling area, finally sunshine formula of four seasons was utilitized to realize the shadow analysis function.
目次 Table of Contents
第一章 緒論 1
1.1. 研究背景 1
1.2. 文獻回顧 3
1.3. 研究動機與目的 5
1.4. 研究方法與流程 6
第二章 系統開發工具探討 7
2.1. 前言 7
2.1.1. 名詞解釋 7
2.1.2. 系統開發工具的選擇 8
2.1.3. 物件導向概念 9
2.2. MFC基礎架構 9
2.2.1. 基底類別 9
2.2.2. 訊息函數 11
2.3. 如何設定OpenGL 12
2.3.1. OpenGL設定流程 13
2.3.2. 設定裝置內文 15
2.3.3. 設定投影坐標 16
2.3.4. 清除裝置內文 18
2.4. 攝影機控制功能 18
2.4.1. gluLookAt函數 18
2.4.2. 攝影機錯誤改正探討 19
第三章 地形與模型資料處理 21
3.1. 地形資料展示 21
3.1.1. 地形資料來源 21
3.1.2. 地形資料壓縮 23
3.1.3. 地形資料展示 24
3.2. 地形多層次細節 25
3.2.1. 地形多層次細節演算法 25
3.2.2. 地形多層次細節展示 26
3.2.3. 平面判斷 28
3.2.4. 動態式基準點 29
3.2.5. 修補破洞 31
3.3. 三維模型展示 32
3.3.1. 模型檔案格式 33
3.3.2. 模型資料結構 36
3.3.3. 讀取模型資料 38
3.3.4. 模型展示與選取功能 39
第四章 陰影展示與分析 42
4.1. 三維陰影演算法 42
4.2. 開發三維陰影展示功能 44
4.3. 開發三維陰影分析功能 47
4.4. 太陽日照模式 49
第五章 研究成果與討論 52
5.1. 三維地形資料處理 52
5.2. 三維模型資料處理 55
5.3. 三維陰影展示與分析 58
5.4. 結合太陽日照模式與陰影分析 65
第六章 結論與建議 69
6.1. 結論 69
6.2. 建議 72
參考文獻 74
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