大型場(chǎng)景繪制過(guò)程中遮擋剔除算法的研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、虛擬現(xiàn)實(shí)以及三維交互設(shè)計(jì)等技術(shù)的不斷發(fā)展及廣泛應(yīng)用，大規(guī)模復(fù)雜場(chǎng)景的快速繪制作為這些應(yīng)用領(lǐng)域的支撐技術(shù)逐漸成為計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的研究熱點(diǎn)。實(shí)時(shí)繪制技術(shù)經(jīng)過(guò)了幾十年的發(fā)展，取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但在保持一定真實(shí)感的前提下實(shí)時(shí)繪制出復(fù)雜場(chǎng)景仍然是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的研究課題。 本文首先簡(jiǎn)單介紹了實(shí)時(shí)繪制技術(shù)，然后從軟件和硬件兩個(gè)方面對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外遮擋剔除的可見(jiàn)性技術(shù)做了綜述。著重從基于視點(diǎn)和基于區(qū)域的角度對(duì)遮擋剔除技術(shù)領(lǐng)域中的軟

2、件算法進(jìn)行了分類(lèi)總結(jié)，并分析了這些算法的特點(diǎn)及存在的問(wèn)題。本文結(jié)合具體實(shí)際項(xiàng)目交互繪制的應(yīng)用需求，選擇基于區(qū)域的遮擋剔除技術(shù)作為主要研究?jī)?nèi)容。 本文重點(diǎn)研究了兩種基于視點(diǎn)區(qū)域的剔除方法：(1)區(qū)域相關(guān)的虛擬遮擋物算法。在傳統(tǒng)虛擬遮擋物算法的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，引入剔除區(qū)域的概念以及不同的剔除區(qū)域中物體的分布數(shù)量對(duì)種子物體選取的影響。改進(jìn)后的算法能夠?qū)Ψ植驾^多物體的區(qū)域起到良好的遮擋效果，提高場(chǎng)景的整體遮擋剔除率和繪制速度。(2)區(qū)域

3、采樣的球面投影剔除算法。基于擴(kuò)展投影算法本文提出了一種改進(jìn)的方法—球面投影剔除算法，采用一個(gè)球面投影面對(duì)視域周?chē)矬w統(tǒng)一處理降低算法的復(fù)雜性。先通過(guò)極坐標(biāo)投影算法驗(yàn)證極坐標(biāo)在圓周上投影對(duì)于二維遮擋剔除的有效性，然后把二維極坐標(biāo)投影算法擴(kuò)展到2.5維的場(chǎng)景中對(duì)視域采樣形成待處理的視點(diǎn)集合，對(duì)每個(gè)視點(diǎn)分別采用球面投影算法在經(jīng)度和緯度上分別投影進(jìn)行判斷，最后形成整個(gè)視域的可見(jiàn)物體集合。該算法充分利用了物體的空間連貫性，在投影過(guò)程中逐步融合形成