基于GPU的地下管线三维可视化建模研究  

Study on 3D visualization modeling of underground pipeline based on GPU

作　　者：刘浩[1,2,3] 赵文吉[1,2,3] 段福洲[1,2,3] 曹巍[4] 潘李亮 

机构地区：[1]首都师范大学资源环境与旅游学院,北京100048 [2]北京市城市环境过程与数字模拟重点实验室,北京100048 [3]三维信息获取与应用教育部重点实验室,北京100048 [4]中国科学院地理科学与资源研究所,北京100101 [5]北京合歌科技有限公司,北京100085

出　　处：《计算机工程与应用》2013年第18期145-148,共4页Computer Engineering and Applications

基　　金：国家自然科学基金(No.41001300);国家高技术研究发展计划(863)(No.2008AA121301);科技支撑计划(No.2008BAK49B00)

摘　　要：地下管线的三维建模与可视化是构建"数字城市"的重要内容,总结现有地下管线实时建模算法的不足,提出一种利用GPU编程实现的地下管线实时三维可视化建模算法。利用现代GPU的可编程特性将管线建模的计算任务全部移植到GPU端完成,CPU端只需传入管径和管线节点坐标,利用GPU提供的几何着色器完成管线模型的顶点坐标计算、管线顶点数据自动生成及管线三角网构建等工作,并通过光照和纹理映射实现管线材质的真实感效果。实验结果表明,该算法克服了现有建模算法的缺陷,能够在保证管线拟合逼真度的基础上完成大规模管网系统三维实时可视化建模的任务。3D modeling and visualization of underground pipelines are important contents to build a＂digital city＂.In summing up the disadvantages of existing modeling algorithms,a new method is proposed based on GPU.This paper transplants all modeling computation from CPU to GPU by using GPU programming.Geometry Shader undertakes most of the computation such as coordinates calculation,generation of vertices data and constructing the triangular nets.It uses lighting and texture mapping to make the realistic effection of pipeline.Experimental results show that with shortcomings of existing algorithms to be overcome,the algorithm is suitable for large-scale pipeline modeling on the basis of good realistic effects.

关 键 词：地下管线 三维建模 图形处理器（GPU） 几何着色器 

分 类 号：P208[天文地球—地图制图学与地理信息工程]