基于自适应细节层次模型的三维场景生成

随着虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术的不断进步和发展,其三维模型的建立已经被越来越多地应用在动画制作方面。一个复杂虚拟场景的真实感是否强烈,与三维模型的精细程度直接相关。一般来说,三维场景中三角面的数量与该场景的真实感呈现正相关关系,反之则真实感越弱;虽然增加三角面的数量可以提高真实感,但是其也会带来绘制速度的降低,即实时性无法得到有效保障。因此,一个虚拟场景的真实感和实时性便成为一对矛盾的存在。所以本文在传统的细节层次(Levels of Detail,LOD)模型生成算法的基础上,总结并提出了自适应的细节层次模型生成算法,使其可以在保证实时性的前提下,尽可能地增加绘制的三角面的数量,以获得最大程度的真实感。

三维城市模型的多细节层次描述方法

以仿唐建筑群的逼真三维模型为例,介绍了一种实用的LOD模型细节层次规划及其精细程度的确定方法,以及配套的数据生产工艺,为建立具有几何上的高精度和视觉上的高逼真度的三维城市模型提供了一条有效的途径。

拓扑结构可变的动态多细节层次模型

研究多细节层次技术在虚拟环境中的广泛应用 .提出了一种新的动态多细节层次结构 ,这个结构不仅可以适用于多种不同的拓扑结构保持的网格简化方法 ,还适用于拓扑可变的网格简化方法 ,可应用于任意网格模型 .在此基础上还设计了一种基于拓扑结构可变的网格简化算法 :顶点合并 .通过顶点合并和顶点分裂两个对偶操作 ,实现不同细节层次模型之间的平滑转换 ,并能够自适应地改变模型的拓扑结构 .

层次可见性与层次细节地表模型相结合的快速绘制

大规模地表模型的实时绘制是虚拟现实技术中重要的研究课题之一 .为了加速地表模型的绘制 ,人们采用视点相关的动态多分辨率层次细节模型方法 ,但是算法效率依然有待提高 .该文提出一种层次可见性与层次细节地表模型相结合的快速地形绘制方法 .算法旨在利用地表模型所具有的 horizon特性在预处理中为地表多分辨率块模型建立相应的层次“块”可见性结构 ,快速判定地形块相对于当前视点的可见性 ,以减少多分辨率模型中模型细节的处理和绘制三角形的数目 .同时为消除地表模型层次变化所带来的可见性错误 ,算法提出一种层次结构可见性计算方法 ,以修正多分辨率模型所带来的可见性动态变化 .实验结果表明算法有效地提高了绘制效率 ,是可行的 .

面向动态流程工厂模型的快速分层层次细节法

分析了现有基于面片的分层层次细节算法在处理大规模动态流程工厂模型时存在的预处理时间过长、更新操作耗时等不足,提出一种新的基于基本体元的快速分层层次细节方法.该方法在体元级别对设备和元件进行聚合,对管线进行分割,建立场景图,然后基于几何参数和形状特征计算各体元的层次细节.利用管子及其元件的拓扑连接关系构成"组合管子",在体元级别对其进行合并简化.实验结果表明,对具有10M左右面片复杂度的动态流程工厂模型,该方法在普通PC机上能够在保证一定绘制质量的前提下将模型绘制速率平均提高3倍左右,并且将预处理时间控制在7min以内.

多细节层次模型自动生成技术综述

细节层次模型是指对同一个场景或场景中的物体，使用具有不同细节的描述方法得到一组模型，供绘制时选择使用。本文结合国内外在这一领域的最新进展，特别是我们自己在这方面的研究工作，对细节层次模型自动生成技术进行介绍和分类，并对一些典型方法的优缺点进行了分析，最后对这一技术的发展进行了展望。

基于高斯球的近似共面合并层次细节模型

构造场景多层次细节模型是加速图形显示的有效途径 .给出一种基于共面合并自动生成场景多层次细节模型的算法 .此算法将一单位球定义为高斯球 ,并按一定的规则对其进行层次分割 .然后根据各景物面片的法向在高斯球上的分布 ,将具有近似一致法向的面片划分为面片族 ;在面片族内对相邻面片进行合并 ,生成近似共面区域 ;然后移去其内部点 ,对区域边界重新三角化 .算法还结合临近边界点合并等原则 ,删除对表达场景几何特征重要度低的顶点 .算法利用平面九叉树进行合并操作 ,生成具有多层次细节的场景模型 .实验结果表明 。

基于语义的多细节层次3维房产模型

针对2维房产管理中的产权重叠、表达不完全和建筑物室内外一体化管理难题,在综合分析3维房产数据的对象类型及其应用特性的基础上,从概念层次提出了一种基于语义的多细节层次3维房产模型。该模型通过空间与产权的语义描述,对3维房产管理对象间的多细节层次关系进行一体化表达,特别是实现了对建筑物内部的房产空间关系表达,有利于明晰内部空间(户)的产权划分及各房产对象间的产权关联,为建立产权明晰与室内外综合管理的真3维房产应用提供了理论依据。

基于分层次细节模型的场景快速绘制

分层次细节模型(HDM)动静态场景快速绘制算法根据几何数据集,用场景图表示几何体,先计算局部场景图分层次细节(HLOD),并随场景中物体运动,更新与动态场景相对应的HDM。然后依据空间近似度,重新聚集场景图节点,最后增量更新场景图边界体层次。并将HLOD需重新计算的节点插入到队列,用简化处理方法计算HDM。以显示列表快速绘制LOD和HDM。

基于连续细节层次的地表模型实时绘制算法

研究地表模型的实时绘制 ,提高绘制速度及可信度 .采用点到平均平面的误差度量和基于渐进网格的动态简化方法 ,使模型简化可随视点参数而动态变化 .为进一步提高绘制速度 ,算法中使用了条带结构 ,并对视区外的部分实现快速裁剪 .在 P 30 0上绘制速度可达 71ms/帧 ,绘制质量可接受 .点到平均平面的误差度量可以有效地提高动态简化的可信度 。

基于视点细分的层次细节模型及其在虚拟内窥镜中的应用

构造了一个基于视点细分的层次细节模型,并将其应用在虚拟内窥镜中。该算法首先对原始模型层次化简得到基网格,然后通过参数化建立原始网格与基网格之间的映射关系,并采取与视点相关的细分来重采样。在视点原则的实现过程中,我们通过八叉树建立了视点变化的索引,并利用了动态变化的相邻模型间的可重用性。实验表明,该算法效率高、数据结构简单、易于实现,可以满足虚拟内窥镜实时绘制的要求。

自适应多层次细节信息地表模型生成算法设计

以研究多层次细节信息地表模型快速生成算法为目的 ,在分析当前多层次细节信息地表模型生成算法的基础上 ,以四叉树结构作为算法的基本单元 ,设计和实现了具有自适应能力的多层次细节信息地表模型生成算法 ;详细描述了算法的设计 ,给出了算法实现所需的关键公式 ;最后给出了算法的应用实例和对算法时间效率的分析 .此算法的最大特点是具有很强的自适应能力 ,能够自动根据原始地表数据、视距离、视方向、设备条件等的变化来自动调整输出的三角网模型 ,并且可以快速地在不同的层次细节模型之间平滑过渡 .从算法的理论分析和应用实例可见 ,该算法有很强的自适应能力 ,可以满足大的地表模型快速生成和交互的需要 .

复杂三维建筑物模型的多细节层次自动简化方法

复杂三维建筑物模型由于其具有建筑构件及其结构关系的详尽几何描述,将越来越多的出现在各类精细化虚拟地理环境应用中。但是,当前图形硬件处理能力的增长仍远落后于激增的三维数据规模,从而导致该类模型难以被高效地绘制。并且,模型中错综复杂的构件关系妨碍了用户对其结构的快速认知。

细节层次模型特点与使用条件

简要介绍了细节层次模型的特点 ,建立了几种定量描述细节层次模型使用条件的关系式 ,并给出了选择该模型的充要条件。

基于层次细节模型和分形理论的动态地形仿真

如何在PC机上生成具有动态特性的真实感地形图一直是计算机图形领域一个挑战性课题 ,该文在基于层次细节模型对同一场景或场景中的物体使用具有不同细节的描述而得到一组模型供绘制时选择使用的思想 ,运用分形绘图理论提出了一种动态地形仿真的方法 ,它具有重要的经济性和军事应用价值。

基于整体映射的不规则三维模型多细节层次描述

针对无孔洞、有边界的不规则三维模型,提出一种整体映射的多细节层次描述方法:先通过整体映射变换,将三维网格无遮挡、均匀地映射到平面正方形中;再通过正方形中初始网格的自动细化和重采样,得到所需的网格简化模型;获取不同层次简化模型,从而构建多细节层次描述。相对于传统的几何元素删除型网格简化局部型算法,以及新近的基于几何图像描述的整体型算法,该方法算法快速、简单、稳定,描述效果也较好。

误差受控的多细节层次地形模型的实现

基于视点的细节层次模型对于提高三维GIS中地形模型的漫游速度以及减少地形模型的数据量具有重要的作用。为了提高地形模型的漫游速度,开发与视点相关的细节层次模型的数据结构和算法,推导细节层次模型的误差计算公式,建立误差受控的细节层次模型,同时缝合漫游时细节层次模型中的缝隙现象。试验结果表明,误差受控的细节层次地形模型对于减少三维漫游过程中几何数据的装载量和提高漫游速度具有明显的效果。

基于层次细节模型的遮挡裁剪算法

遮挡裁剪和应用层次细节模型是两种有效的三维复杂场景渲染加速算法 .为了快速地进行三维复杂场景的渲染 ,提出了一种结合层次细节模型与遮挡裁剪技术的算法框架 ,该算法首先在预处理阶段 ,将场景划分成不同空间层次结构 ;然后在运行时刻 ,对较高的空间层次 ,可应用遮挡裁剪技术判别场景的可见性 ,并裁剪掉不可见场景部分 ;而在局部的较低层次上 ,则应用网格简化方法来选择适当的模型层次细节 .实验结果显示 ,该算法取得了较好的加速性能 .

一种新的三维网格多细节层次模型生成方法

提出了一种新的基于半边折叠的递进网格构造算法和一种引入了细分算法的多细节层次模型生成方法,并给出一组实例说明了算法的有效性.

顾及对象语义的大规模杆塔电力线分页细节层次模型构建

分页细节层次模型的构建是三维可视化的关键技术之一。如何建立合理的细节层次模型并进行有效的内外存调度,使占用尽量少的内存并保证三维可视化平台的流畅运行,是大规模三维场景可视化技术的关键。针对电力杆塔、电力线这类特殊对象的可视化需求,充分利用电力杆塔和电力线的语义结构特征,提出了一种顾及对象语义的大规模杆塔电力线分页细节层次模型的构建方法,在满足不同观察距离的细节感知要求的情况下,实现最大限度的细节简化。实验表明,顾及对象语义的分页细节层次模型能够很好地满足大范围杆塔和电力线可视化的实际需求。