[發明專利]一種三維模型漸進網格數據組織方法

有效

• 申請號: 201110317931.0
• 申請日: 2011-10-19
• 公開（公告）號: CN102360515A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 陳靜;李墨;李華瑋
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06T17/30
• 分類號: G06T17/30
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 薛玲

技術領域

本發明專利涉及網絡三維地理信息可視化技術領域，特別是涉及一種針對網絡環境下城市復雜三維模型的漸進網格數據組織方法。

背景技術

此外，隨著網絡技術的不斷發展和普及，三維模型不僅僅需要在本地進行存儲和繪制，還需要通過互聯網進行傳輸。因此，如何在網絡環境下，對不同層次細節模型進行有效傳輸，也成為一個關鍵性問題。

20世紀90年代以來，研究人員針對以上問題進行了大量的研究工作，其中，以Microsoft公司的H.Hoppe提出的漸進網格(Progressive?Mesh，PM)概念最為著名，有關文獻：Hoppe，H.Progressive?Meshes[C].Proceedings?of?SIGGRAPH’96，Computer?Graphics?Proceedings，Annual?Conference?Series，ACM?SIGGRAPH，ACM?Press.1996，8：99-108.Hoppe，H.View-Dependent?Refinement?of?Progressive?Meshes[C].Proceedings?of?SIGGRAPH’97.1997：189-198.為三維模型的漸進傳輸提供了一種解決方案。

Hoppe提出漸進網格概念為復雜三維模型的網絡漸進傳輸提供了一種的實現途徑，可以同時渲染和下載模型數據，與傳統的先下載后顯示方法相比，具有很強的實時性。并且，同傳統的構建分辨率簡化模型的方法相比，在模型層次過渡方面更加平滑和連續。

但是，在實際應用中，這一方法仍存在一定的缺陷和不足之處，主要體現在以下幾個方面：

(1)簡化后生成的漸進網格數據量較大。

在某些應用領域使用的復雜三維模型數據量高達幾十MB，可能包含幾萬甚至幾十萬個三角形片元，在采用邊折疊算法生成簡化模型的過程中，可能需要進行高達數萬次的折疊操作，而在構建漸進網格的過程中，需要將每一次折疊操作的恢復信息都記錄下來，因此生成的漸進網格中頂點分裂(Vertex?Split，簡稱vsplit)序列信息需要占用大量的額外存儲空間。

此外，每一次折疊過程中，都需要生成一個新的頂點并記錄下來，因此最終生成的漸進網格數據量將會遠遠大于原始三維模型的數據量，增加了服務端模型數據存儲的負擔。

(2)模型重構操作頻繁。

在三維網格模型恢復過程中，每執行一次vsplit操作，都需要向服務端發送一次數據請求，并在下載到數據后對客戶端網格進行重新構建和渲染。在數字地球的應用中，通常需要對海量的三維模型數據進行渲染，數以萬次的重構計算對于客戶端的性能要求十分苛刻，大大限制了三維模型的實時顯示效率。此外對于海量復雜三維模型的漸進顯示，大量的數據請求操作無疑會占用較多的網絡資源，同時也會對服務器造成巨大的負載。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術不足，提出了一種三維模型漸進網格數據組織方法。

本發明的技術方案為一種三維模型漸進網格數據組織方法，根據三維模型的原始網格M_n生成漸進網格數據，包括基礎網格M₀和基礎索引數據Index₀、各級增量數據{ΔData₁，ΔData₂，...ΔData_n}，以及各級細節層次網格M₁，M₂，...M_n對應的索引數據{Index₁，Index₂，...Index_n}；其中，多細節層次級別為i的細節層次網格M_i＝M_i-1+ΔData_i，i取值為1，2，...n；

將基礎網格M₀和基礎索引數據Index₀存儲到最頂層，隨著尺度的增大，依次將各級增量幾何數據{ΔData₁，ΔData₂，...ΔData_n}和各級細節層次網格M₁，M₂，...M_n對應的索引數據{Index₁，Index₂，...Index_n}存儲到對應層次中；