基于WebGL的海岛环境场三维可视化

杨晨曦^1,2，王平^1,2，温玉波^1,2，马华栋^1,2

（1.国家海洋局南海信息中心 广州 510000；

2.自然资源部海洋环境探测技术与应用重点实验室 广州 510000）

    摘要:为解决海岛环境场三维可视化过程中存在的计算速度慢、渲染效果差和人机交互不流畅等问题，文章基于WebGL和GPU加速渲染技术，提出基于WebGL的海岛环境场三维可视化方法。对不同环境场进行数学建模，其中矢量场基于二阶欧拉积分算法构建粒子运动模型，标量场基于双线性插值生成网格并建立颜色映射模型；基于视角感知构建多尺度变换模型，建立不同视角下矢量场的多尺度三维展示模型；基于GPU渲染技术，实现海岛环境场的三维可视化。实验结果表明，在GPU模式下，矢量场的渲染速度可达60 FPS，与CPU模式相比性能提升1.6～5.0倍，满足矢量场三维可视化的需求，同时极大地提升标量场的可视化效果，解决渲染效果颗粒感重和分级色差弱等问题。

    关键词:海岛环境场；三维可视化；粒子流；加速渲染；视角感知

    基金项目:广东省促进经济高质量发展专项资金海洋经济发展项目“广东省海岛保护信息服务体系建设”（GDOE[2019]A44）.

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