[發明專利]一種大規模虛擬動態場景簡化方法

有效

• 申請號: 200910260144.X
• 申請日: 2009-12-25
• 公開（公告）號: CN101770655A
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發明（設計）人: 盧光輝;曾維薇;蔡洪斌;何曉曦;陳雷霆;何明耘;曹躍
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06T15/70
• 分類號: G06T15/70
• 代理公司: 北京中海智圣知識產權代理有限公司 11282
• 代理人: 曾永珠

技術領域

本發明屬于虛擬現實技術領域，尤其涉及一種大規模虛擬動態場景簡化方法。?

背景技術

大規模群體動畫一直是虛擬現實技術研究的熱點之一。隨著計算機圖形學的發展，建模技術已經越來越成熟，模型也越來越精細。而群體模擬中大量差異性的模型使用，使得渲染速度和仿真的逼真性成為群體模擬的關鍵性問題。對于這個問題，靜態場景的簡化技術已經有很多很成熟的方法。?

大規模動態群體場景的顯示主要是由場景的特性來決定的，包括個體的獨立性、運動性、場景的規模、逼真度、實時性等要求。從不同的性能要求也產生了各種不同的顯示方法。現有的大規模場景的顯示技術主要可以分為以下三類：基于圖像的顯示方法、基于網格簡化的LOD(Level?of?Detail)方法和基于采樣點的多分辨率顯示方法。?

隨著三維掃描技術的進步，利用采樣點來表征復雜物體表面并進行交互繪制已成為計算機圖形學發展的一個重要方向。點繪制方法采用離散化且與視點無關的點集來表征物體表面，這些點不僅記錄著物體表面的幾何信息(位置、法向量)，而且還記錄著如顏色、材質等其它信息。與傳統的三角形面片繪制方法相比，點繪制方法不包含點與點之間的連接關系，繪制時不需要維護模型的拓撲一致性，便于重取樣，可以建立靈活的層次結構來實現多分辨率繪制。由于大規模動態場景的復雜性，目前基于點采樣模型的繪制速度和實現效果還不甚理想。?

發明內容

為了提高大規模群體動畫的渲染速度和渲染效果，本發明提供了一種大規模虛擬動態場景簡化方法。本發明采用固定網格采樣并去除采樣點冗余，減少信息存儲量，提高了預處理速度，采用類X文件而非采用關鍵幀技術，簡化了群體動畫的復雜性，同時根據不同的LOD級別建立不同的類X文件，進行群體渲染，提高渲染速度和渲染效果。?

本發明一種大規模虛擬動態場景簡化方法，該方法包括步驟：?

步驟1，傳統網格模型輸入。?

步驟2，計算網格模型的原始包圍盒，根據原始包圍盒建立新的正方體包圍盒。?

步驟3，根據新的正方體包圍盒建立固定網格，保留基于坐標軸XYZ三個方向的射線列表。?

步驟4，對輸入模型根據射線列表中的所有射線和物體表面的交點，求得物體表面的點采樣。?

步驟5，過度采樣點去冗余：首先設置充分采樣點的采樣最大距離為R，再對每個步驟4中求得的采樣點，進行包圍球計算，球心為采樣點本身，半徑為R/2，最后刪除包圍球中的其他采樣點，只保留其中一個采樣點。?

步驟6，判斷可保留三角形面片，若三角形面片中包含的采樣點數大于確定的值，則保留當前三角形面片于三角形列表中。?

步驟7，判斷可保留采樣點，若三角形列表中三角形索引和采樣點的標識相同，則刪除對應的采樣點列表中的采樣點，而將其余的采樣點保留在采樣點列表中。?

步驟8，用采樣點列表和三角形列表的信息替換原始模型X文件中的頂點信息和面的信息，生成類X文件，包括以下操作：?

步驟8.1，讀取原始模型信息；?

步驟8.2，從頂點信息中分離出各個骨骼的頂點緩沖區和面索引緩沖區；?

步驟8.3，判斷各個采樣點所屬的骨骼區域；?

步驟8.4，用采樣點替換原始模型骨骼的頂點信息，生成新的頂點緩沖區；?

步驟8.5，根據面的索引判斷三角形所屬的骨骼區域；?

步驟8.6，用三角形頂點信息替換原始模型中的頂點信息，生成新的頂點緩沖區；?

步驟8.7，綁定骨骼動畫控制信息，生成類X文件，采樣點和三角形分別生成兩個文件。?

步驟9，根據不同的LOD級別建立不同的類X文件。?

步驟10，根據不同的距離選用不同的LOD級別模型進行群體渲染。?

本發明的有益效果是：對不同的LOD級別分別進行數據存儲，使用了比空間八叉樹更為簡化的數據結構，節省了存儲空間和數據讀取的時間，可以加快預處理和繪制的時間；使用固定網格進行采樣，可以更好更快的控制采樣點的密度，同時可以加快采樣的速度，不需要使用多重采樣，簡化了模型表面的點采樣過程，可以大大提高預處理速度；使用類X文件，而不使用基于關鍵幀的采樣，去掉了采樣點基于時間的前后聯系，簡化了關鍵幀之間采樣點的對應設置過程，降低了動畫驅動的復雜度，而且使用不同X文件LOD級別的技術已經相當成熟，渲染速度比使用關鍵幀的技術更快。?

附圖說明