OpenSceneGraph(OSG)是一个基于工业标准OpenGL的高性能三维图形渲染引擎。它支持跨平台开发,为三维可视化程序的开发提供了场景管理与图形渲染优化提供了完整的开发接口。OSG核心代码使用可移植的ANSI C++编写,很好地封装了底层渲染API,使开发者不必过多关注底层代码细节,将重心放在场景的组织、交互和渲染性能的提升上。三维地质模型是根据钻孔、剖面、地形、地质图、等值线、测井等地物化遥各种手段获得的数据,利用显式建模或隐式建模方法,建立的三维不规则的矢量网格模型或规则的栅格网格模型。正由于地质条件本身的复杂性和数据的数据的稀疏性,三维地质模型相比于其他三维模型,既有一定的共性,也有很强的个性。它们都有:1)完整的点、线、面、体的几何数据结构;2)模型的LOD组织;3)完整空间拓扑关系。而不同的是,三维地质模型更关注:1)单个模型数据量很大,在不做LOD的情况下还要能够快速渲染;2)模型的显示效果要更能体现出地质专业本身的特征;3)地质模型的网格数据点分布不均匀,显示引擎需要借助一定的几何处理算法对网格进行后处理才能显示出较好的效果;4)模型的语义关系在三维可视化中要能体现出来;5)地层模型内部的复杂结构与构造特征需要通过快速的切割、爆炸等空间分析手段进行反映。利用OSG渲染引擎,通过增加对三维地质模型的存储、索引和场景组织的优化,可让地质模型为人们提供很多信息:1)更清楚地看到地质层的三维构造与三维空间特征分布,为地质构造的分析提供支持。2)更快速地展示三维地质模型信息的大数据体,对从多种不同来源数据所构成的三维地质体的信息有着更加详细的记录和全面的认识。3)直接基于三维场景和三维地质模型,通过三维交互和分析,得到传统的二维专业专题图件,如钻孔剖面图,钻孔柱状图、地层等值线图等,从不同的角度来分析三维模型的构造,对建模的结果进行评价分析。为了达到这一目标,论文结合"深部资源预测系统技术研究与示范"项目中"深部矿产三维可视化预测评价软件系统"对三维地质模型可视化的特殊需求,从以下六个方面对OSG进行深度剖析和重点优化:1)采用软件工程中微内核下的多种设计模式,对OSG的系统框架进行改造,设计出一种和插件式系统框架相融合的三维渲染开发平台;2)以GIS的符号系统为依托,构建出一套包含地层颜色、岩性划分等标准地质图例符号在内的完整三维符号系统,并于OSG进行完美对接;3)提供一些基本算法库,包括曲面的插值、剖分、光滑算法,建模算法,模型切割算法等,实现对三维地质模型的曲面网格的优化。4)利用延迟渲染技术对三维地质模型进行可视化,优化模型的可视化效果;5)对OSG的显示系统进行功能扩展,实现坐标网格、AABB包围盒、OBB包围盒、三维交互定位、三维拾取、场景漫游、场景爆炸和隧道漫游等在内的交互与显示,支持三维地质模型的二、三维数据显示与各种交互操作;6)开发不同的三维地质模型数据插件,动态支持多种不同软件格式的三维地质模型数据格式的显示与I/O操作。