移动终端上三维场景可视化的关键技术研究

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在网络和信息化迅速发展的时代,许多城市和校园都为大众提供了三维模型,构建了虚拟地理三维交互场景。这些虚拟场景具有非常高的真实感,但却占据了很大的存储空间,要想进行流畅的浏览体验,必须使用性能相对高的计算机。随着信息化的发展,移动终端越来越普及,逐渐成为人们的必备工具。在移动终端上应用大规模的虚拟交互场景,必须突破十分有限的移动终端硬件资源。因此,在移动终端上开发三维交互场景必须以特定设备自身的特点和条件,以及用户的需求为基础,三维模型不能过于精细,同时又要保证较高程度的直观与真实性,帮助使用者更好的理解和识别环境。这就对三维模型的可视化提出了更高的要求,模型的实时消隐和动态调度成为必须。论文的主要研究内容包括:(1)三维场景优化技术。从三维模型的顶点数、面片数、贴图方式、材质和渲染等方面,对三维模型的构建方式进行探讨和分析,揭示现有场景构建方法中存在的问题,提出优化方法和策略,从而为移动端三维校园的流畅运行奠定基础。(2)三维实时消隐技术。在对模型进行优化的基础上,研究视口剔除和遮挡剔除方法,对场景进行单元格的划分,对几种遮挡剔除方法进行对比和选择,结合LOD技术,对场景中的物体进行实时消隐,主要达到了降低显存消耗的目的。(3)综合动态调度技术。结合缓存技术和异步加载技术,提出一种综合调度方法,通过视口转动调度、步态调度、加权预调度、三阶多级模型调度等方法的结合使用,达到进一步降低内存使用的目的。综上所述,论文以南京大学鼓楼校区为研究区,对校园进行移动端再现,对实时消隐技术和动态调度技术进行研发,实现在移动终端上流畅运行三维虚拟现实场景。研究结果表明,通过对三维场景的优化,有效的减小了三维引擎的负担;结合实时消隐技术和动态调度技术,充分利用有限的设备资源,最终成功研发了移动终端上的南京大学三维数字校园。
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