三角網(wǎng)格模型的簡(jiǎn)化技術(shù)及多細(xì)節(jié)層次模型_圖文

1、 大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文6多分辨率LOD控制6.1多分辨率網(wǎng)格簡(jiǎn)化通過網(wǎng)格簡(jiǎn)化算法,得到的三維模型數(shù)據(jù)量大大減少,與原始模型相比更便于繪制和傳輸。但是用戶的需求是多樣化的,因此有時(shí)僅僅有單一分辨率的模型是不夠的,還需要得到不同細(xì)節(jié)層次(LOD的逼近模型。這就需要三維網(wǎng)格的多分辨率建模技術(shù)。6.1.1離散LOD模型 圖6.1離散的LOD層次模型Fig.6.1Discrete LOD model最簡(jiǎn)單的多分辨率模型是由一系列獨(dú)立的、有不同LOD層次的逼近模型組成的。它們一般按照逐漸簡(jiǎn)化的順序排列,相互之間沒有外在的聯(lián)系(如圖6.1。在瀏覽和傳輸時(shí),系統(tǒng)根據(jù)繪制當(dāng)前幀的需求,從這組離散模型中選擇最

2、合適的一個(gè)。由于不同LOD層次的逼近模型中三角形數(shù)目往往相差很大,因此在它們之間切換時(shí)就會(huì)產(chǎn)生“跳躍”的視覺效果,影響繪制質(zhì)量。研究者們使用了一些不同的方法消除這種影響,例如在不同LOD層次的模型間切換時(shí)使用口透明通道進(jìn)行混合,使之產(chǎn)生漸變效果吼或者在模型之間進(jìn)行插值計(jì)算,使其平滑切換的幾何變形(geomorphing技術(shù)【鍆。這些措施能夠使繪制效果有所改善,但也使得繪制系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)大大增加。6.1.2連續(xù)LOD模型離散LOD的模型雖然計(jì)算簡(jiǎn)單,使用方便,繪制也很快捷,但由于離散的LOD層次是有限的,因而在很多場(chǎng)合下不能滿足用戶多樣化的需求。然而提供足夠多層次的逼近模型又是不現(xiàn)實(shí)的,因?yàn)楸仨毧紤]

3、到模型存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換的代價(jià)。另方面,在同一個(gè)逼近模型,特別是大尺度的模型中,如果在距離視點(diǎn)較遠(yuǎn)和較近的區(qū)域使用相同的LOD層次,也會(huì)影響繪制的效果。如果全局的LOD很高,則遠(yuǎn)處的區(qū)域也會(huì)包含大量的三角形,影響繪制速度;如果為了減少三角形數(shù)而降低LOD層次,則近處的三角形又會(huì)過于稀疏。三角網(wǎng)格模型的簡(jiǎn)化技術(shù)及多細(xì)節(jié)層次模型 圖6.2連續(xù)的LOD層次模型F培.6.2Continuous LOD model解決上述問題的一個(gè)有效方法是建立具有連續(xù)分辨率的逼近模型,即允許同一個(gè)模型上的LOD層次連續(xù)變化。如圖6.2就是一個(gè)連續(xù)分辨率模型的例子【53】,其中上圖為一個(gè)單分辨率逼近模型,整個(gè)模型使用單一的LO

4、D層次;下圖為多分辨率逼近模型,靠近視點(diǎn)的區(qū)域的LOD很高,而在遠(yuǎn)離視點(diǎn)的區(qū)域中LOD層次連續(xù)降低,三角形數(shù)目也大幅減少。在這樣的多分辨率模型中,隨著視點(diǎn)的移動(dòng),模型上的LOD層次分布也將隨之變化,因此這一方法也稱為“基于視點(diǎn)(view-dependent”的繪制方法。這是一種非常靈活的繪制方法,在大型模型,特別是地形模型的瀏覽中非常有效。建立連續(xù)LOD多分辨率模型的方法已經(jīng)有很多種。多數(shù)方法都是在網(wǎng)格簡(jiǎn)化的過程中生成某種記錄結(jié)構(gòu),在瀏覽繪制時(shí)可以根據(jù)用戶(觀察者的需要,快速地從這種結(jié)構(gòu)中抽取出需要的多分辨率逼近模型。目前最常見的多分辨率結(jié)構(gòu)主要有基于迭代收縮的頂點(diǎn)層次樹結(jié)構(gòu)D,451,以及基于頂點(diǎn)抽取算法的圖結(jié)構(gòu)B2,1s等。6.2構(gòu)造頂點(diǎn)分裂樹 大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文點(diǎn)在模型表面上移動(dòng)時(shí),三角網(wǎng)格能夠隨之發(fā)生變化,隨時(shí)加以更新,并始終保持LOD 的連續(xù)分布。 圖6.8選擇性細(xì)化Fig.6.8Selective refinement 圖6.9基于視點(diǎn)的細(xì)化Fig.6.9Refinement based Oil view-point圖6.8中將基于選擇區(qū)域的局部細(xì)化和基于視點(diǎn)的選擇性細(xì)化結(jié)果進(jìn)行了比較