面向实时应用的大区域场景模型的建构与优化技术研究

摘要

随着计算机技术尤其是计算机图形技术的发展，大场景数字化仿真越来越得到广泛的应用，怎样快速的建构真实的能够实时渲染的大场景模型成为重要的研究课题。在实时应用要求要求系统的每一帧图像，每一帧处理的结果必须实时的渲染出来，讲给予一个事件的触发，必须实时的给予回应，并实时的把交互的结果渲染出来。因此在一定的硬件基础上，怎么做到既保证大场景模型的真实度，同时又能够保证实时性，已成为虚拟现实领域非常重要的研究目标。
　　 本文以华中师范大学数字校园模型的建构为实例，结合3Ds Max与Multigen Creator各自优势进行模型建构，总结出解决大场景模型实时应用的建模方法与效果优化策略。研究内容如下：
　　 第一，模型建构的步骤与分类，这一部分为下面的数据优化奠定基础，同时也是优化数据量提高视觉效果的前提。对模型进行整体规划，确定模型的细化等级，细化度要求高的在3Ds Max中建构，细化度的低的可在Creator中进行建构。在此过程中也要采用一些策略，对建模的方法进行必要的改进，采取优化处理策略。
　　 第二，模型分好块后，进行各个模块的建构，在建构时可采用相应的建模方法加速建模速度同时提高建模的效果，模型建构之后，进行模型的转换与整合。需要把3Ds Max中的格式转换为Creator支持的Openflight格式，转换过程中会出现模型错乱、纹理闪烁、数据丢失等问题，这些导致模型不能被渲染系统加载，或者视觉效果错乱。
　　 第三，模型的优化处理。模型整合一起后，从以下几个方面进行优化处理：首先是模型数据量的优化，这个方面采用多余面的清除，面的整合，采用纹理技术，实例化技术，多层次细节模型，外部引用技术等。其次，从新按区域组织节点结构，加快渲染速度与效率，最后是视觉效果的优化，主要是消除整合过程中出现的错乱，黑暗现象。
　　 本文比较分析优化前后场景的数据量，漫游时资源占用量，视觉效果等因素，结果证明本文所采用的大场景模型建构与优化方法，是切实可行的，并取得了良好的效果。