虛擬現(xiàn)實中復雜形體的LOD模型研究.pdf

1、虛擬現(xiàn)實是一種高度逼真地模擬人在自然環(huán)境中視、聽、動等行為的人機界面，圖形的實時生成是虛擬現(xiàn)實的關(guān)鍵技術(shù)之一。本論文圍繞細節(jié)層次(LevelofDetail，簡稱LOD)模型這一有效的圖形生成加速方法展開了有益的探索。 采用LOD模型方法，要解決的問題包括：LOD模型的選擇尺度，LOD模型的選擇算法，LOD模型的平滑過渡方法以及LOD模型的自動生成。其中，LOD模型的自動生成是以上問題的基礎(chǔ)，本論文重點研究了遞進網(wǎng)格和視點相關(guān)兩

2、種典型的LOD模型自動生成算法。 基于能量優(yōu)化的遞進網(wǎng)格生成算法由于要建立和求解復雜的全局能量優(yōu)化方程，因而計算復雜性高，很難達到實時，針對此缺陷，本論文提出并實現(xiàn)了一種新的遞進網(wǎng)格簡化處理方式。該方法仍以邊折疊作為網(wǎng)格簡化的基本操作，但是采用了易估算且能反映網(wǎng)格模型幾何特征的二次誤差值與邊長平方乘積來衡量邊折疊代價，按照邊折疊代價最小原則選取被折疊邊。且邊被折疊后生成的目標點局限于初始網(wǎng)格模型的頂點集中，不需要存儲新點的幾何信

3、息。實驗結(jié)果表明該算法不僅實現(xiàn)簡單、運行速度快、占用存儲空間小，而且可以保證簡化模型同初始模型在幾何特征具有較好的相似性。 考慮到人眼對處于不同區(qū)域的網(wǎng)格模型細節(jié)具有不同的分辨能力，本論文還對交互可視復雜的三角形網(wǎng)格模型提出并實現(xiàn)了有效的視點相關(guān)簡化算法。利用漸進網(wǎng)格的簡化記錄在預處理階段生成二叉頂點樹。實時渲染時，根據(jù)視點的參數(shù)，按照細節(jié)層次選擇標準對二叉頂點樹的節(jié)點進行展開或合并操作，實現(xiàn)在渲染過程中用不同的細節(jié)層次表示模型