LOD模型簡化算法的研究.pdf

1、LOD(Level-of-detail)模型表示法是一種有效的三維實(shí)體表達(dá)方式。其在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、虛擬現(xiàn)實(shí)、地理信息系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)圖像系統(tǒng)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)今在這些領(lǐng)域所構(gòu)造和使用的各種模型都越來越精細(xì)、越來越復(fù)雜，而復(fù)雜的模型不但對計(jì)算機(jī)的存儲容量、處理速度提出了很高的要求，而且已成為實(shí)時(shí)繪制、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)钠款i。為了突破這個(gè)瓶頸，多采用LOD模型簡化技術(shù)來對模型進(jìn)行簡化，并取得了很大的成績。但由于各種LOD模型簡化算法所考慮的側(cè)重點(diǎn)不同

2、，始終無法達(dá)到簡化速度和簡化精度最佳平衡。因此研究與開發(fā)一種新的高效的能夠很好保持模型視覺特征LOD模型簡化算法以實(shí)現(xiàn)模型的簡化是具有重要意義的。由于地形模型是一類比較復(fù)雜并且數(shù)據(jù)量較大的模型，其在虛擬現(xiàn)實(shí)的場景中有廣泛的應(yīng)用，因此對這類模型的簡化以及生成也是具有重要意義的。
　　本文通過對LOD模型簡化相關(guān)技術(shù)研究，提出一種新的LOD模型簡化算法和一種高效的地形簡化算法。本文主要完成了以下幾個(gè)方面的工作：
　　1.目前多數(shù)

3、的模型簡化算法并不能很好保證模型的視覺特征，從而產(chǎn)生視覺失真的問題，本文提出一種新的LOD模型簡化算法，該算法通過引入頂點(diǎn)曲度特征因子和限制狹長三角形的生成，保持了模型的幾何特征；通過標(biāo)記色差明顯的三角形，很好地保持模型的紋理特征；通過衡量邊折疊代價(jià)隊(duì)列和邊變化隊(duì)列中的數(shù)據(jù)，解決誤差累積在模型簡化后影響視覺效果的問題，進(jìn)而保證模型簡化后的幾何特征和紋理特征。
　　2.而實(shí)際應(yīng)用表明頂點(diǎn)曲度、感知強(qiáng)度和視點(diǎn)移動(dòng)速度這三個(gè)因素對LOD

4、地形簡化渲染有很重要的影響，而傳統(tǒng)LOD地形簡化算法沒有綜合考慮它們。因此，本文通過對頂點(diǎn)曲度、感知強(qiáng)度、視點(diǎn)移動(dòng)速度、這三個(gè)因素進(jìn)行量化，并把它門融合進(jìn)節(jié)點(diǎn)評價(jià)函數(shù)中，進(jìn)而提出了一種新算法。實(shí)驗(yàn)充分利用了GPU的特性，將算法中各個(gè)因子的計(jì)算移植到GPU上執(zhí)行，并將一些重復(fù)使用率高的頂點(diǎn)和連續(xù)幾幀保持不變的三角形數(shù)據(jù)存儲到顯存中。
　　本文實(shí)驗(yàn)在Windows XP環(huán)境下，使用Visual C++和DirectX實(shí)現(xiàn)了本文的算法。