基于用戶關(guān)注區(qū)域的三維模型漸進式傳輸方法研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡技術(shù)與計算機圖形學的發(fā)展,三維模型已經(jīng)在虛擬現(xiàn)實、醫(yī)學立體影像處理、三維影視產(chǎn)業(yè)、地理信息系統(tǒng)等領(lǐng)域得到廣泛應用。三維掃描技術(shù)的發(fā)展使得三維模型繪制越來越精確、復雜,三維模型數(shù)據(jù)的復雜性給網(wǎng)絡傳輸帶來了巨大壓力,當前互聯(lián)網(wǎng)的傳輸速度遠不能滿足三維模型實時傳輸?shù)囊?。解決這個問題的一個有效途徑是采用三維模型的漸進式傳輸方法。
　　 三維模型漸進式傳輸首先把三維模型進行多分辨率分解,得到基礎(chǔ)模型和一系列層次細節(jié),然后逐步傳輸

2、基礎(chǔ)模型和層次細節(jié)。接收端在接收到基礎(chǔ)模型后即可進行顯示、交互操作,無需長久等待。隨著細節(jié)傳輸?shù)脑黾?接收到的模型逐步完善,最終達到原始模型效果。圍繞三維模型漸進式傳輸?shù)母鱾€環(huán)節(jié),本文從三個方面進行了研究:
　　 1、在三維模型漸進式傳輸過程中,基礎(chǔ)模型由三維模型簡化操作獲得。目前存在的三維模型簡化算法在簡化過程中,容易丟失模型的重要幾何特征,尤其是原始模型的尖銳區(qū)域,導致基礎(chǔ)模型的視覺失真。針對此問題,本文提出一種基于高斯曲率

3、的三維模型簡化算法,在邊折疊簡化算法的基礎(chǔ)上,將高斯曲率作為簡化因子,有效地保留模型的重要細節(jié)特征,提高基礎(chǔ)模型的視覺逼真度。
　　 2、目前存在的三維模型簡化算法均從模型的整體出發(fā),只注重保持模型的整體特征,導致重要的局部特征容易被簡化掉。依據(jù)心理物理學對人類認知過程的研究表明:人類在認識事物的過程,首先關(guān)注事物的整體輪廓,其次要依賴于分割,將一個復雜物體分割成幾個簡單的部分。在分割完成后,人們更加關(guān)注事物的重要的局部特征。然

4、而,當前存在的簡化算法沒有有效地保留模型的局部特征,得到的基礎(chǔ)模型不符合人類對事物的認知過程。針對這個問題,本文以基于高斯曲率的三維模型簡化算法為基礎(chǔ),提出一種局部特征保持的三維模型簡化算法,首先將模型分割成獨立的子塊,進而利用基于高斯曲率的三維模型簡化算法對每個子塊進行獨立簡化。實驗表明,該算法在保證模型整體輪廓不變的前提下,有效保持了模型的局部特征。
　　 3、實現(xiàn)三維模型漸進式傳輸需要在簡化過程中生成細節(jié)文件,以保留簡化信

5、息,由此可獲得恢復模型的層次細節(jié)。然而當前存在的細節(jié)文件生成方法沒有考慮用戶關(guān)注區(qū)域的優(yōu)先還原的重要性,導致傳輸與還原的效率低下。針對該問題,本文以局部特征保持的三維模型簡化算法為基礎(chǔ),提出一種基于用戶關(guān)注區(qū)域的三維模型漸進式傳輸算法,首先預測用戶對模型各個區(qū)域的關(guān)注程度,根據(jù)用戶對每個區(qū)域的關(guān)注程度決定細節(jié)信息在細節(jié)文件中的順序,在此基礎(chǔ)上不斷傳輸細節(jié)文件,實現(xiàn)基于用戶關(guān)注區(qū)域的三維模型漸進式傳輸。實驗表明,該算法在還原時,只需要傳輸