基于WEBGL的河道3D可视化设计与实现文献综述

文献综述

1.技术背景介绍及发展趋势： WebGL是用于在 Web中即时渲染 3D场景 和模型的API，它派生自OpenGL ES2．0并在 HTML中提供了相似的渲染功能。WebGL可以将 Canvas元素作为文档对象模型的接口使用，还可以通过脚本语言实现内存管理和硬件加速功能。 WebGL与以往 Web3D可视化技术相 比有以下优势： 无须任何插件或虚拟机 ，直接调用浏览器内图形接口就可以进行3D图形绘制 WebGL的图形渲染是直接使用底层硬件来进行渲染和加速的 ，也是通过统一 、标准、跨平台的OpenGL接口实现的。 WebGL标准已出现在Mozilla Firefox、Apple Safari及开发者预览版Google Chrome等浏览器中，这项技术支持Web开发人员借助系统显示芯片在浏览器中展示各种3D模型和场景，未来有望推出3D网页游戏及复杂3D结构的网站页面。

2.河道可视化技术的现状:

可视化或称视觉化，它的基本含义是将科学计算中产生的大量非直观的、抽象的或者不可见的数据，借助计算机图形学和图像处理等技术，用几何图形和色彩、纹理、透明度、对比度及动画技术等手段，以图形图像信息的形式，直观、形象地表达出来，并进行交互处理。 广义上，三维重建是指对某些三维物体或者三维的场景的一种恢复和重构，重建出来的模型，方便计算机表示和处理。实际上，三维重建是对三位物体或者场景图像描述的一种逆过程，由二维的图像还原出三维的立体物体或者场景。因此三维重建技术是在计算机中建立表达客观世界的虚拟现实的关键技术。

在国外近些年地质信息可视化模型和分析系统研究发展较快。通用性也较好。由法国Nancy大学研制的地质建模软件Gocad使用 DSI 的插值来计算三维图形中线段或三角形的节点位置，因此能将线或面的粗糙程度降到最低。美国地质调查局开发的Modflow是世界范围内广泛应用和最为普及的地下水运动数值模拟程序。在Modflow基础上，加拿大 Waterloo 水文地质公司研发了Visual Modflow,专门用作孔隙介质中地下水三维有限差分数值模拟软件。 在国内，自计算机在地学中应用以来，由于受到硬件以及人才培养等客观因素的限制，地质工程师大多从二维上对地质体进行分析和研究，而三维空间模型和可视化研究较少。目前国内代表性三维可视化软件有：适普公司开发的IMAGIS，通常用于城市三维景观模型的构建；GeoTool3.0–北京华油吉澳科技开发有限责任公司；GeoView– 武 汉地大坤迪科技有限公司、；Titan3DM–北京东方泰坦公司等等。国内地质人员大都致力于开发适合于自己的分析软件。有 对性的解决自己研究中遇到的问题，所以总的看来大多数国内软件通用性不是很强,

3.意义和价值：

本课题建立在一个先进的河道测深仪上，而仪器自身的客户端操作界面繁琐，不具有很强的操作性和直观性。本课题将获取的测试数据以网页形式可视化，为非计算机专业相关人员提供了一种简单直观的使用和理解方式。