基于用戶關(guān)注區(qū)域的三維模型漸進(jìn)式傳輸方法研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展,三維模型已經(jīng)在虛擬現(xiàn)實(shí)、醫(yī)學(xué)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(yīng)用。三維掃描技術(shù)的發(fā)展使得三維模型繪制越來(lái)越精確、復(fù)雜,三維模型數(shù)據(jù)的復(fù)雜性給網(wǎng)絡(luò)傳輸帶來(lái)了巨大壓力,當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)的傳輸速度遠(yuǎn)不能滿足三維模型實(shí)時(shí)傳輸?shù)囊?。解決這個(gè)問(wèn)題的一個(gè)有效途徑是采用三維模型的漸進(jìn)式傳輸方法。
　　 三維模型漸進(jìn)式傳輸首先把三維模型進(jìn)行多分辨率分解,得到基礎(chǔ)模型和一系列層次細(xì)節(jié),然后逐步傳輸

2、基礎(chǔ)模型和層次細(xì)節(jié)。接收端在接收到基礎(chǔ)模型后即可進(jìn)行顯示、交互操作,無(wú)需長(zhǎng)久等待。隨著細(xì)節(jié)傳輸?shù)脑黾?接收到的模型逐步完善,最終達(dá)到原始模型效果。圍繞三維模型漸進(jìn)式傳輸?shù)母鱾€(gè)環(huán)節(jié),本文從三個(gè)方面進(jìn)行了研究:
　　 1、在三維模型漸進(jìn)式傳輸過(guò)程中,基礎(chǔ)模型由三維模型簡(jiǎn)化操作獲得。目前存在的三維模型簡(jiǎn)化算法在簡(jiǎn)化過(guò)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(dǎo)致基礎(chǔ)模型的視覺(jué)失真。針對(duì)此問(wèn)題,本文提出一種基于高斯曲率

3、的三維模型簡(jiǎn)化算法,在邊折疊簡(jiǎn)化算法的基礎(chǔ)上,將高斯曲率作為簡(jiǎn)化因子,有效地保留模型的重要細(xì)節(jié)特征,提高基礎(chǔ)模型的視覺(jué)逼真度。
　　 2、目前存在的三維模型簡(jiǎn)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(dǎo)致重要的局部特征容易被簡(jiǎn)化掉。依據(jù)心理物理學(xué)對(duì)人類認(rèn)知過(guò)程的研究表明:人類在認(rèn)識(shí)事物的過(guò)程,首先關(guān)注事物的整體輪廓,其次要依賴于分割,將一個(gè)復(fù)雜物體分割成幾個(gè)簡(jiǎn)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(dāng)前存在的簡(jiǎn)化算法沒(méi)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(duì)事物的認(rèn)知過(guò)程。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,本文以基于高斯曲率的三維模型簡(jiǎn)化算法為基礎(chǔ),提出一種局部特征保持的三維模型簡(jiǎn)化算法,首先將模型分割成獨(dú)立的子塊,進(jìn)而利用基于高斯曲率的三維模型簡(jiǎn)化算法對(duì)每個(gè)子塊進(jìn)行獨(dú)立簡(jiǎn)化。實(shí)驗(yàn)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(shí)現(xiàn)三維模型漸進(jìn)式傳輸需要在簡(jiǎn)化過(guò)程中生成細(xì)節(jié)文件,以保留簡(jiǎn)化信

5、息,由此可獲得恢復(fù)模型的層次細(xì)節(jié)。然而當(dāng)前存在的細(xì)節(jié)文件生成方法沒(méi)有考慮用戶關(guān)注區(qū)域的優(yōu)先還原的重要性,導(dǎo)致傳輸與還原的效率低下。針對(duì)該問(wèn)題,本文以局部特征保持的三維模型簡(jiǎn)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(jìn)式傳輸算法,首先預(yù)測(cè)用戶對(duì)模型各個(gè)區(qū)域的關(guān)注程度,根據(jù)用戶對(duì)每個(gè)區(qū)域的關(guān)注程度決定細(xì)節(jié)信息在細(xì)節(jié)文件中的順序,在此基礎(chǔ)上不斷傳輸細(xì)節(jié)文件,實(shí)現(xiàn)基于用戶關(guān)注區(qū)域的三維模型漸進(jìn)式傳輸。實(shí)驗(yàn)表明,該算法在還原時(shí),只需要傳輸