| 【中文题名】 | 虚拟现实中复杂形体的LOD模型研究 |
| 【英文题名】 | |
| 【学科专业】 | 计算机应用 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-10-10 |
| 【中关键词】 | 虚拟现实,细节层次,网格简化,递进网格,边折叠,视点相关 |
| 【英关键词】 | virtual reality,LOD（level of detail）,mesh simplification,progressive mesh,edge collapse,view-dependent, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>计算技术、计算机技术>计算机的应用>信息处理(信息加工)>计算机仿真 |
| 【论文摘要】 | 虚拟现实是一种高度逼真地模拟人在自然环境中视、听、动等行为的人机界面，图形的实时生成是虚拟现实的关键技术之一。本论文围绕细节层次(Level of Detail，简称LOD)模型这一有效的图形生成加速方法展开了有益的探索。
采用LOD模型方法，要解决的问题包括：LOD模型的选择尺度，LOD模型的选择算法，LOD模型的平滑过渡方法以及LOD模型的自动生成。其中，LOD模型的自动生成是以上问题的基础，本论文重点研究了递进网格和视点相关两种典型的LOD模型自动生成算法。
基于能量优化的递进网格生成算法由于要建立和求解复杂的全局能量优化方程，因而计算复杂性高，很难达到实时，针对此缺陷，本论文提出并实现了一种新的递进网格简化处理方式。该方法仍以边折叠作为网格简化的基本操作，但是采用了易估算且能反映网格模型几何特征的二次误差值与边长平方乘积来衡量边折叠代价，按照边折叠代价最小原则选取被折叠边。且边被折叠后生成的目标点局限于初始网格模型的顶点集中，不需要存储新点的几何信息。实验结果表明该算法不仅实现简单、运行速度快、占用存储空间小，而且可以保证简化模型同初始模型在几何特征具有较好的相似性。
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| 【论文题纲】 |
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摘要 |
3-4 |
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Abstract |
4-6 |
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目录 |
6-8 |
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第1章 绪论 |
8-17 |
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1.1 虚拟现实简介 |
8-11 |
|
1.1.1 虚拟现实的概念及特征 |
8 |
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1.1.2 虚拟现实的发展历程 |
8-9 |
|
1.1.3 虚拟现实的应用 |
9-11 |
|
1.2 虚拟环境实时生成 |
11-14 |
|
1.2.1 虚拟现实对环境生成的实时性要求 |
12 |
|
1.2.2 图形生成的加速方法 |
12-14 |
|
1.3 LOD模型的国内外研究动态 |
14-15 |
|
1.4 LOD模型的研究意义 |
15 |
|
1.5 三维图形 API |
15-16 |
|
1.6 本文研究内容 |
16-17 |
|
第2章 LOD模型相关技术综述 |
17-27 |
|
2.1 LOD模型的选择尺度 |
17 |
|
2.2 LOD模型的选择算法 |
17-18 |
|
2.3 LOD模型的光滑过渡 |
18-19 |
|
2.4 LOD模型的生成算法的分类 |
19-20 |
|
2.5 典型 LOD模型生成算法概述 |
20-26 |
|
2.5.1 近平面合并法 |
20-21 |
|
2.5.2 几何元素(顶点/边面)删除法 |
21-22 |
|
2.5.3 重新划分算法 |
22-23 |
|
2.5.4 能量函数优化算法 |
23-24 |
|
2.5.5 聚类算法 |
24-25 |
|
2.5.6 小波分解算法 |
25-26 |
|
2.5.7 典型 LOD模型生成算法特征对比 |
26 |
|
2.6 本章小结 |
26-27 |
|
第3章 递进网格快速生成算法 |
27-39 |
|
3.1 递进网格的基本思想 |
27-28 |
|
3.2 边折叠操作 |
28-35 |
|
3.2.1 相关定义 |
28-29 |
|
3.2.2 边折叠代价 |
29-30 |
|
3.2.2.1 二次误差测度 |
29-30 |
|
3.2.2.2 计算公式 |
30 |
|
3.2.3 被折叠边的选择 |
30-31 |
|
3.2.4 目标点位置的确定 |
31 |
|
3.2.5 编程实现 |
31-35 |
|
3.2.5.1 数据结构定义 |
31-33 |
|
3.2.5.2 程序流程 |
33-35 |
|
3.3 算法性能分析 |
35-36 |
|
3.4 实验结果 |
36-38 |
|
3.5 本章小结 |
38-39 |
|
第4章 视点相关生成算法 |
39-47 |
|
4.1 简化原则 |
39-40 |
|
4.2 相关概念 |
40 |
|
4.3 算法描述 |
40-45 |
|
4.3.1 二叉顶点树的建立 |
40-41 |
|
4.3.2 二叉顶点树的组成 |
41-42 |
|
4.3.3 活动三角面片表 |
42 |
|
4.3.4 视点相关的 LOD选择标准 |
42-45 |
|
4.3.5 细节层次选择的实现方式 |
45 |
|
4.3.6 算法流程 |
45 |
|
4.4 算法特点 |
45-46 |
|
4.5 实验结果及分析 |
46 |
|
4.6 本章小结 |
46-47 |
|
第5章 总结和展望 |
47-49 |
|
5.1 总结 |
47 |
|
5.2 下一步工作 |
47-49 |
|
参考文献 |
49-52 |
|
致谢 |
52-53 |
|
硕士期间发表的论文 |
53 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.364725 |
