[發(fā)明專利]一種動態(tài)細節(jié)層次模型實現(xiàn)方法

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• 申請日: 2018-07-10
• 公開（公告）號: CN109087392A
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發(fā)明（設計）人: 謝玨;吳含前;李露
• 申請（專利權(quán)）人: 凱爾博特信息科技（昆山）有限公司
• 主分類號: G06T17/05
• 分類號: G06T17/05;G06T17/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種動態(tài)細節(jié)層次模型實現(xiàn)方法。該技術(shù)主要包括對模型的預處理和對自定義文件解析兩部分，模型的預處理部分主要對頂點按重要程度排序并保存折疊序列，生成自定義文件，通過對自定義文件的解析能夠快速生成任意比例的模型，符合實現(xiàn)動態(tài)細節(jié)層次模型的要求。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及三維模型可視化，特別涉及大規(guī)模場景、模型數(shù)量較多三維模型可視化技術(shù)領域，具體的，其展示一種動態(tài)細節(jié)層次模型實現(xiàn)方法。

背景技術(shù)

在三維空間地理信息可視化系統(tǒng)中，大規(guī)模三維模型的可視化作為其重要的組成部分，廣泛應用在數(shù)字城市、數(shù)字交通、數(shù)字海洋等領域中。三維模型具有靈活度高、展示性好等優(yōu)點，能夠極大的增加可視化的真實感和沉浸感。但是，一方面，三維模型的真實性往往取決于模型網(wǎng)格的精細程度和紋理的分辨率，一個精細的模型往往擁有百萬級別的三角面片和數(shù)百兆大小的紋理貼圖。另一方面，三維空間地理信息可視化系統(tǒng)往往具有場景范圍大、模型數(shù)量多等特點，一個數(shù)字城市可能需要展示十萬級數(shù)量的樓宇，一個數(shù)字交通應用有可能需要展示百萬級數(shù)目的車輛。

在大規(guī)模場景下，顯示海量的精細三維空間模型對系統(tǒng)的渲染能力、存儲能力、網(wǎng)絡傳輸能力等都帶來了極大的挑戰(zhàn)，甚至會由于內(nèi)存、I/O、計算等方面的限制導致系統(tǒng)的卡頓和崩潰。

細節(jié)層次模型，也稱LOD模型，是一種實時的三維計算機圖形技術(shù)。細節(jié)層次模型能夠做到當用戶視點離物體較近時，能觀察到模型的細節(jié)，當用戶視點逐漸遠離模型時，觀察到的細節(jié)逐漸模糊。細節(jié)層次模型可以避免因繪制意義相對不大的細節(jié)而造成的時間浪費，提高復雜場景的生成和顯示速度。細節(jié)層次模型在交互式可視化、虛擬現(xiàn)實等領域得到了廣泛的應用，細節(jié)層次模型有靜態(tài)和動態(tài)之分。

靜態(tài)細節(jié)層次模型是一種較簡單的細節(jié)層次模型。它通過模型網(wǎng)格簡化算法預先生成一個或一組獨立的、有不同精細度的簡化模型。這些簡化模型一般按照由精細到粗糙的順序排列，互相之間沒有外在的聯(lián)系。系統(tǒng)根據(jù)不同場合的需要，從這組靜態(tài)模型中選用一個最合適的模型供繪制使用。

靜態(tài)細節(jié)層次模型可以減少可視化時CPU的計算壓力，使用方便，繪制快捷。但是靜態(tài)細節(jié)層次模型不能得到任意分辨率的模型，靜態(tài)細節(jié)層次模型的層數(shù)越多，存儲壓力也越大。而且，由于不同精細度的逼近模型中三角形數(shù)目往往相差很大，因此在層次之間切換就會產(chǎn)生“跳躍”的視覺效果，影響用戶體驗。

動態(tài)細節(jié)層次模型則需要事先創(chuàng)建適當?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在實際應用的時候，按用戶的需求從該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中提取相應的層次細節(jié)，并生成適合當前需要的簡化模型。動態(tài)次節(jié)層次模型中每個模型的簡化程度不是預處理的時候固定的，而是由模型之外的因素決定，例如用戶的視點距離。

由于動態(tài)細節(jié)層次模型可以實時地得到任意分辨率的近似模型，所以動態(tài)細節(jié)層次模型不需要保存多個副本，可以大大減輕存儲壓力，并且在用戶瀏覽時做到層次平滑切換，增強用戶體驗。但是動態(tài)層次模型對模型實時生成的速度卻有著較高的要求。

因此有必要提供一種動態(tài)細節(jié)層次模型實現(xiàn)方法來解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

為實現(xiàn)上述目的，發(fā)明提供一種動態(tài)細節(jié)層次模型實現(xiàn)方法。

具體方案如下:

一種動態(tài)細節(jié)層次模型實現(xiàn)方法，包括如下步驟：

預處理：

S1)找出最小度量誤差的頂點序列，如u->v，稱u為被刪除頂點，v為代替頂點；

S1-1)使用二次誤差進行度量誤差的度量：

假設頂點u折疊到頂點v，則基于二次誤差的半邊折疊的度量誤差為u到所有包含頂點v的三角平面的距離之和；