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随着3维扫描、计算机辅助设计和科学仿真等技术的发展,包含上千万甚至数十亿几何图元的3维网格模型变得十分普遍,如何实现这些模型的交互式绘制成为日益迫切需要解决的难题。外存多分辨率技术作为提高大模型绘制性能最有效的方法之一,成为近几年计算机图形学领域的研究热点。然而大型3维网格模型多分辨率表示的构建通常需要很长的预处理时间,这非常不利于系统调试和下游应用。针对基于外存八叉树的大模型多分辨率表示的构建,提出了基于子树的任务分割策略和基于基准测试的动态构建任务管理机制,实现大模型多分辨率表示的并行构建和负载平衡,有效地提高了大模型多分辨率表示的构建速度。 相似文献
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大型网格模型简化和多分辨率技术综述 总被引:3,自引:0,他引:3
网格简化和多分辨率绘制是2种对于提高绘制性能非常有效的技术,但对于大型网格模型,这2种技术的设计和实现本身也存在诸多难点.文中综述了大型网格模型简化和多分辨率技术的研究进展,首先分析和比较基于网格分割、基于外存数据结构和基于流式策略的大型网格模型简化方法,然后介绍和比较大型网格模型多分辨率表示的设计、构建和绘制技术.最后总结并展望了该研究领域的发展趋势. 相似文献
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现有的基于网络的远程绘制系统在绘制过程中对网络带宽和时延具有较强的依赖性, 为了获得较高的绘制速度, 需要耗费大量的预处理时间和存储空间.针对网络环境下模型的设计校审工作对预处理时间、绘制速度和图像质量的实际需求, 提出一种基于外存的大规模流程工厂模型交互绘制算法.绘制前, 首先从服务器端获取模型的几何参数和拓扑信息;然后根据流程工厂模型特征, 在客户端以设备和管线为基本单位组织外存数据, 采用体元合并的方法快速完成模型层次细节的计算和存储.分析了校审内容和校审人员的运动习惯, 并将其与基于视点可见性的预取算法相结合, 在本地实现外存数据的高效预取, 且绘制过程中无需传输模型面片信息.实验结果表明, 文中方法在普通PC机上能够将具有21 M左右面片模型的预处理时间控制在5 min以内, 在保证校审所需图像质量的前提下取得平均30帧/s的平稳帧速, 且绘制过程不依赖网络带宽和时延. 相似文献
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基于LOD控制与内外存调度的大型三维点云数据绘制 总被引:5,自引:1,他引:5
通过结合基于视点的细节层次(level-of-detail,LOD)控制技术和内外存调度的数据控制策略,实现大型三维点云数据在一般配置PC机上的实时交互浏览.首先将输入点云分为大小相等的若干块。然后对每块数据分别建立误差控制下的多分辨率数据结构,并进行内外存分配.在交互绘制中,通过用户视点来确定当前的感兴趣区域,以控制模型表面的细节层次分布.该算法不但可以实现大型点云数据的实时交互绘制,而且可有效地提高一般点云数据绘制时的内存使用效率. 相似文献
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大型三维网格模型的简化及基于视点的LOD控制 总被引:10,自引:2,他引:10
传统的三维网格简化及多分辨率建模方法对数据量超出内存限制的大型网格模型已不适用.提出一种基于外存的网格简化和基于视点的细节层次控制方法.该方法建立在网格分割的基础上,利用分割边界的对应性,在一次遍历中对所有的网格分块进行简化,从而克服了通常的网格分割简化方法需要多次分割、重复简化的缺点;同时实现了针对大型网格模型的基于视点的选择件绘制.对模型进行绘制时,模型局部细节可以被快速抽取出来,并且网格的分辨率在整个模型表面呈连续分布. 相似文献
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在场景分割的基础上,提出一种连续分层层次细节模型组织场景,并对视点空间进行划分,为每个视点单元计算恰好满足单元内任意视点屏幕像素误差的场景图节点列表,称为cell-front;然后利用cell-front对外存模型的存储进行重新设计.在绘制时采用多线程技术,绘制线程对当前cell-front进行可见性剔除和视点相关的选择绘制;预取线程采用一种基于视点单元的预取策略,利用视点单元之间cell-front的变化控制预取数据的调度.该算法能够在保证场景绘制质量的前提下,在普通的PC机上实现大规模外存场景的实时交互显示. 相似文献
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给出了一种有效支持个性化变形的三维人脸模型结构和一种特征约束的实时连续多分辨率绘制方法。为方便变形中特征点及相关区域的移动,模型结构的设计体现了人脸特征及模型中点、边、面的邻接关系。基于这种模型结构的多分辨率绘制方法给出了特征约束的有序递减网格设计,实现了视距相关的快速模型简化,在保持模型视觉特征的同时保证了实时连续绘制。 相似文献
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三维复杂模型的实时连续多分辨率绘制 总被引:28,自引:1,他引:27
本文给出了一种能实时产生由三角网格表示的三维复杂模型的连续多分辨率近似模型并加以绘制的新算法。该算法分为预处理和实时显示两个阶段,在预处理中,对模型上的每个观点按照它们的重要程度进行排序,同时也规定了每个顶点在实时简化过程中的合并操作,实质上也就是确定了模型中的三角形的删除顺序,这使得在实时显示中可以立即得到近似模型。该算法具有两个优点:首先,它建立了视点参数与被选择的分辨率的直接关系;其次,它提 相似文献
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超量外存地表模型的实时绘制技术 总被引:5,自引:1,他引:5
提出一种分块策略对规则网格进行区域分割,采用空间填充曲线对分块内网格点进行多分辨率排列,并基于分块多分辨率对地形网格实时调度和页面预取.文中算法利用块模型进行分块视域剔除和分块LOD场景渲染.在多线程分块多分辨率调度和渲染策略下,大大减少了模型的I/O负载,可以在有限环境下满足实时场景绘制要求. 相似文献
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大规模复杂场景交互绘制技术综述 总被引:2,自引:0,他引:2
大规模复杂场景的快速绘制是虚拟现实、实时仿真和三维交互设计等许多重要应用的底层支撑技术,也是诸多研究领域面临的一个基本问题.随着近几年三维扫描和建模技术的飞速发展,三维场景的规模和复杂度不断增大,大规模复杂场景的交互绘制受到了国内外研究者越来越多的重视并取得了一系列研究成果.首先简要回顾了大规模复杂场景交互绘制的研究进展情况;然后通过对其中涉及的主要关键技术进行总结分析,并对国内外典型的绘制系统进行比较和分类,阐述了大规模复杂场景交互绘制的主要研究内容,给出了大规模复杂场景交互绘制系统所应包含的基本组成部分和一般框架;最后对今后的发展方向做出了展望. 相似文献
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为了降低实时更新和存储海量地形的形变数据对动态绘制速度的影响,提出一种基于整数小波变换与限制性四叉树相结合的GPU并行动态存储与绘制算法.首先设计面向CUDA并行且无损的基于块的整数小波变换算法和SPIHT压缩算法,提高地形压缩比以减小数据传输量,同时解决了海量地形动态数据存储的编解码的实时性问题,实现了局部动态地形数据的实时存储;然后将小波系数、限制性四叉树层次结构以及模板技术相结合,提出一种自适应三角化和绘制的并行处理算法.实验结果表明,对于海量地形数据,文中算法可以在实现后端及时保存局部形变数据的同时,前端可以保持较高的绘制帧率. 相似文献
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大规模场景的快速绘制是虚拟现实技术重要的研究课题之一.为了加速场景的绘制,一般采用层次细节模型和可见性裁剪方法,但是现有算法在处理大规模场景时存在着局限性.本文提出了一种新的大规模场景快速绘制算法,该算法在场景层次划分的基础上,利用拓扑结构可变的网格简化方法为场景层次计算连续的分层层次细节模型(HLOD);然后在实时绘制阶段,对场景分层层次细节模型进行视点相关的全局和局部细化,并结合快速有效的视域裁剪,从而大大加速了场景绘制速度.实验结果表明该算法是简单有效的,并且算法还可以进一步扩展到外存方式. 相似文献
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ZHAO Gang BAI Jie WANG Chao YAO Fu-sheng 《计算机辅助绘图.设计与制造(英文版)》2005,15(2):1-13
Multiresolution modeling is becoming a powerful tool for fast display, and geometric data compression and transmission of complex shapes. Most of the existing literatures investigating the multiresolution for B-spline curves and surfaces are concentrated on open ones. In this paper, we focus on the multiresolution representations and editing of closed B-spline curves and surfaces using wavelets. A repetition approach is adopted for the multiresolution analysis of closed B-spline curves and surfaces. Since the closed curve or surface itself is periodic, it can overcome the drawback brought by the repetition method, i.e. introducing the discontinuities at the boundaries. Based on the models at different multiresolution levels, the multiresolution editing methods of closed curves and surfaces are introduced. Users can edit the overall shape of a closed one while preserving its details, or change its details without affecting its overall shape. 相似文献
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基于小波的B样条曲线多分辨表示及编辑 总被引:11,自引:3,他引:8
多分辨表示方法为曲线提供了更为灵活的表达方式,使得我们可以在不同分辨率下对曲线进行编辑,小波技术是实现曲线多分辨表示的一种新颖方法,已有许多论文从理论上论述了这项技术,文中从几何概念出发,由浅入深地论述了基于小波的准均匀三次B样条曲线多分辨表示的原理及其实现,并通过实例描述了B样条曲线的多分辨编辑。 相似文献
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Morphological Pyramids in Multiresolution MIP Rendering of Large Volume Data: Survey and New Results
Jos B. T. M. Roerdink 《Journal of Mathematical Imaging and Vision》2005,22(2-3):143-157
We survey and extend nonlinear signal decompositions based on morphological pyramids, and their application to multiresolution maximum intensity projection (MIP) volume rendering with progressive refinement and perfect reconstruction. The structure of the resulting multiresolution rendering algorithm is very similar to wavelet splatting. Several existing classes of pyramids are discussed, and their limitations indicated. To enhance the approximation quality of visualizations from reduced data (higher levels of the pyramid), two approaches are explored. First, a new class of morphological pyramids, involving connectivity enhancing operators, is considered. In the pyramidal analysis phase, a conditional dilation operator is used, with a given number n of iterations. The corresponding pyramids for n = 0 and n = 1 are known as the adjunction pyramid and Sun-Maragos pyramid, respectively. We show that the approximation quality when rendering from higher levels of the pyramid does increase as a function of the number of iterations n of the conditional dilation operator, but the improvement for n > 1 is limited. The second new approach, called streaming MIP-splatting, again starts from the adjunction pyramid. The new element is that detail coefficients of all levels are considered simultaneously and are resorted with respect to decreasing magnitude of a suitable error measure. All resorted coefficients are projected successively, until a desired accuracy of the resulting MIP image is obtained. We show that this method outperforms the previous methods based on morphological pyramids, both with respect to image quality with a fixed amount of detail data, and in terms of flexibility of controlling approximation error or computation time.Jos B.T.M. Roerdink received his M.Sc. (1979) in theoretical physics from the University of Nijmegen, the Netherlands. Following his Ph.D. (1983) from the University of Utrecht and a two-year position (1983–1985) as a Postdoctoral Fellow at the University of California, San Diego, both in the area of stochastic processes, he joined the Centre for Mathematics and Computer Science in Amsterdam. There he worked from 1986–1992 on image processing and tomographic reconstruction. He was appointed associate professor (1992) and full professor (2003), respectively, at the Institute for Mathematics and Computing Science of the University of Groningen, where he currently holds a chair in Scientific Visualization and Computer Graphics. His current research interests include morphological image processing, biomedical visualization, neuroimaging and bioinformatics. 相似文献
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准均匀B样条曲面的多分辨率表示及应用 总被引:1,自引:0,他引:1
在多分辨率曲线和曲面造型中,B样条小波已经得到了广泛应用。曲线和曲面的多分辨率造型成为一个研究热点。通过阐述准均匀B样条曲线曲面的基于小波分解的多分辨率表示的数学原理,给出了具体的曲线和曲面小波分解算法和实验结果,说明了准均匀B样条曲面多分辨表示的优点及其在工业上的应用。 相似文献