三維建筑模型快速簡(jiǎn)化關(guān)鍵技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-29 07:58
三維數(shù)字化模型復(fù)雜度和數(shù)據(jù)密度的日益增長(zhǎng)給計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、顯示、傳輸和渲染等方面帶來(lái)了巨大壓力。構(gòu)建三維城市的復(fù)雜場(chǎng)景往往需要海量多源異構(gòu)的空間數(shù)據(jù)配合使用,三維建筑模型是其不可或缺的要素。為了獲取適合多種場(chǎng)景使用的建筑模型,需要對(duì)原始高分辨率網(wǎng)格模型建立不同的層次細(xì)節(jié)模型(Level Of Detail,LOD)。如何針對(duì)模型不同的復(fù)雜性,定量?jī)?yōu)化LOD模型的細(xì)節(jié)水平,自適應(yīng)的保留重要特征并減少不必要的冗余,以符合人對(duì)其認(rèn)知過(guò)程的層次性[1],是Web3D展示的重要技術(shù)內(nèi)容。LOD模型的建立,首先面臨網(wǎng)格簡(jiǎn)化的問(wèn)題。網(wǎng)格簡(jiǎn)化方法即在保留模型的重要幾何和視覺(jué)特征的前提下,有條件的精簡(jiǎn)次要細(xì)節(jié),以降低復(fù)雜模型計(jì)算復(fù)雜度。常見(jiàn)的網(wǎng)格簡(jiǎn)化算法以簡(jiǎn)化機(jī)制分類,可以分為增量式簡(jiǎn)化算法(Incremental Decimation)、頂點(diǎn)聚類算法(Vertex Clustering)、采樣算法(Sampling)和自適應(yīng)細(xì)分算法(Adaptive Subdivision)[2,3,4]。其中,邊折疊(Edge collapse)算法屬于增量式簡(jiǎn)化中的一種,該...
【文章來(lái)源】:北京建筑大學(xué)北京市
【文章頁(yè)數(shù)】:62 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
建筑結(jié)構(gòu)中大量的平行、共面、垂直關(guān)系
復(fù)雜三維建Fig.2-2Detailstructureof
第2章三維模型數(shù)據(jù)基礎(chǔ)9精細(xì)部件不必要的的三角網(wǎng)格進(jìn)行合并或精簡(jiǎn),可以在較好維持原始建筑模型的幾何特征,使其保持其視覺(jué)和幾何特征的前提下,同時(shí)顯著減少模型數(shù)據(jù)量。(a)(b)(c)圖2-2復(fù)雜三維建筑模型的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)Fig.2-2Detailstructureofcomplex3Dbuildingmodel2.4三維建筑模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)本文研究的模型對(duì)象是城市三維模型中的建筑模型,是依據(jù)建筑物測(cè)量數(shù)據(jù)或設(shè)計(jì)資料建立的數(shù)字化三維模型,用以描述建筑物的空間拓?fù)、幾何信息及紋理材質(zhì)等屬性。中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)城市三維建模技術(shù)規(guī)范(GJJ/T—2010)中,城市三維模型定義為城市地形地貌、地上地下人工建筑物等的三維表達(dá),反映對(duì)象的空間位置、幾何形態(tài)、紋理及屬性等信息。城市三維模型的數(shù)據(jù)包括地形模型、建筑模型、交通設(shè)施模型、掛線模型、植被模型及其他模型等數(shù)據(jù)內(nèi)容[32]。三維建筑模型的數(shù)據(jù)內(nèi)容主要包括:幾何數(shù)據(jù),紋理數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。2.4.1.OBJ格式文件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分析本文所研究的三維建筑模型數(shù)據(jù)的文件格式為.OBJ格式,.OBJ格式是一種具有很強(qiáng)的適用性的標(biāo)準(zhǔn)三維模型文件格式,適合用于各種格式三維模型之間的互導(dǎo)。與3DS文件自上而下的方式來(lái)組織三維模型數(shù)據(jù)的樹(shù)狀塊結(jié)構(gòu)不同,.OBJ文件是字典狀結(jié)構(gòu),這種字典狀的結(jié)構(gòu)優(yōu)化了其存儲(chǔ)性能。.OBJ格式的文件包含了大量的渲染信息和節(jié)點(diǎn)控制信息,為了解析.OBJ格式的三維建筑模型數(shù)據(jù)、精確表達(dá)模型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及進(jìn)行后續(xù)的三維建筑模型簡(jiǎn)化算法研究,有必要對(duì).OBJ格式文件的具體結(jié)構(gòu)及其組織形式進(jìn)行明確。.OBJ文件沒(méi)有文件頭,由多行文本組成,“#”號(hào)開(kāi)頭的行為其注釋行,其余行以關(guān)鍵字開(kāi)頭,關(guān)鍵字代表每行的數(shù)據(jù)類型。其基本組織構(gòu)成一般包括頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的空間坐標(biāo)、紋理坐標(biāo)、法線向量及其索引數(shù)據(jù),詳細(xì)的數(shù)據(jù)?
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]一種基于地理格網(wǎng)的三維模型數(shù)據(jù)統(tǒng)一表達(dá)方法[J]. 王金地,霍亮,慕旭,秦高雅,曹存相. 地理信息世界. 2019(02)
[2]地理網(wǎng)格剖分模型的探討[J]. 兀偉,鄧國(guó)慶,張靜,王小華. 測(cè)繪標(biāo)準(zhǔn)化. 2019(01)
[3]保持細(xì)節(jié)特征的帶紋理模型的高質(zhì)量簡(jiǎn)化算法[J]. 李世俊,姜曉彤,唐慧. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2020(01)
[4]面向三維城市建模的多點(diǎn)云數(shù)據(jù)融合方法綜述[J]. 朱慶,李世明,胡翰,鐘若飛,吳波,謝林甫. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2018(12)
[5]一種顧及多重約束的三維地形簡(jiǎn)化方法[J]. 李勝輝,史瑞芝,朱明. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2018(02)
[6]三角網(wǎng)格模型簡(jiǎn)化算法的研究現(xiàn)狀[J]. 張茹,胡世昌. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用. 2018(01)
[7]高效率的三角網(wǎng)格模型保特征簡(jiǎn)化方法[J]. 段黎明,邵輝,李中明,張桂,楊尚朋. 光學(xué)精密工程. 2017(02)
[8]保持細(xì)節(jié)特性的局部誤差漸進(jìn)網(wǎng)格簡(jiǎn)化算法[J]. 黃佳,溫佩芝,李麗芳,朱立坤. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2016(06)
[9]結(jié)合邊折疊和局部?jī)?yōu)化的網(wǎng)格簡(jiǎn)化算法[J]. 劉峻,范豪,孫宇,陸向艷,劉艷. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2016(02)
[10]多源異構(gòu)地理數(shù)據(jù)并行集成技術(shù)研究[J]. 李滿春,李翔,周琛,陳振杰,陳東. 地理信息世界. 2015(06)
博士論文
[1]復(fù)雜三維建筑物模型的多細(xì)節(jié)層次自動(dòng)簡(jiǎn)化方法[D]. 趙君嶠.武漢大學(xué) 2012
[2]數(shù)字城市空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)與應(yīng)用研究[D]. 李宗華.武漢大學(xué) 2005
碩士論文
[1]測(cè)繪資料檔案一站式管理平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 秦高雅.北京建筑大學(xué) 2019
[2]基于WebGIS的城市公交大數(shù)據(jù)可視化研究[D]. 王勝開(kāi).北京建筑大學(xué) 2018
[3]網(wǎng)格化三維建筑模型數(shù)據(jù)組織及管理技術(shù)研究[D]. 丁晗.東南大學(xué) 2017
[4]三維模型簡(jiǎn)化算法與漸進(jìn)式傳輸方法研究[D]. 孫中軒.電子科技大學(xué) 2016
[5]基于簡(jiǎn)化的三維城市模型綜合算法研究[D]. 劉磊.南京大學(xué) 2015
[6]基于改進(jìn)二次誤差測(cè)度的網(wǎng)格簡(jiǎn)化算法研究[D]. 賈琪.燕山大學(xué) 2014
本文編號(hào):2945307
【文章來(lái)源】:北京建筑大學(xué)北京市
【文章頁(yè)數(shù)】:62 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
建筑結(jié)構(gòu)中大量的平行、共面、垂直關(guān)系
復(fù)雜三維建Fig.2-2Detailstructureof
第2章三維模型數(shù)據(jù)基礎(chǔ)9精細(xì)部件不必要的的三角網(wǎng)格進(jìn)行合并或精簡(jiǎn),可以在較好維持原始建筑模型的幾何特征,使其保持其視覺(jué)和幾何特征的前提下,同時(shí)顯著減少模型數(shù)據(jù)量。(a)(b)(c)圖2-2復(fù)雜三維建筑模型的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)Fig.2-2Detailstructureofcomplex3Dbuildingmodel2.4三維建筑模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)本文研究的模型對(duì)象是城市三維模型中的建筑模型,是依據(jù)建筑物測(cè)量數(shù)據(jù)或設(shè)計(jì)資料建立的數(shù)字化三維模型,用以描述建筑物的空間拓?fù)、幾何信息及紋理材質(zhì)等屬性。中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)城市三維建模技術(shù)規(guī)范(GJJ/T—2010)中,城市三維模型定義為城市地形地貌、地上地下人工建筑物等的三維表達(dá),反映對(duì)象的空間位置、幾何形態(tài)、紋理及屬性等信息。城市三維模型的數(shù)據(jù)包括地形模型、建筑模型、交通設(shè)施模型、掛線模型、植被模型及其他模型等數(shù)據(jù)內(nèi)容[32]。三維建筑模型的數(shù)據(jù)內(nèi)容主要包括:幾何數(shù)據(jù),紋理數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。2.4.1.OBJ格式文件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分析本文所研究的三維建筑模型數(shù)據(jù)的文件格式為.OBJ格式,.OBJ格式是一種具有很強(qiáng)的適用性的標(biāo)準(zhǔn)三維模型文件格式,適合用于各種格式三維模型之間的互導(dǎo)。與3DS文件自上而下的方式來(lái)組織三維模型數(shù)據(jù)的樹(shù)狀塊結(jié)構(gòu)不同,.OBJ文件是字典狀結(jié)構(gòu),這種字典狀的結(jié)構(gòu)優(yōu)化了其存儲(chǔ)性能。.OBJ格式的文件包含了大量的渲染信息和節(jié)點(diǎn)控制信息,為了解析.OBJ格式的三維建筑模型數(shù)據(jù)、精確表達(dá)模型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及進(jìn)行后續(xù)的三維建筑模型簡(jiǎn)化算法研究,有必要對(duì).OBJ格式文件的具體結(jié)構(gòu)及其組織形式進(jìn)行明確。.OBJ文件沒(méi)有文件頭,由多行文本組成,“#”號(hào)開(kāi)頭的行為其注釋行,其余行以關(guān)鍵字開(kāi)頭,關(guān)鍵字代表每行的數(shù)據(jù)類型。其基本組織構(gòu)成一般包括頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的空間坐標(biāo)、紋理坐標(biāo)、法線向量及其索引數(shù)據(jù),詳細(xì)的數(shù)據(jù)?
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]一種基于地理格網(wǎng)的三維模型數(shù)據(jù)統(tǒng)一表達(dá)方法[J]. 王金地,霍亮,慕旭,秦高雅,曹存相. 地理信息世界. 2019(02)
[2]地理網(wǎng)格剖分模型的探討[J]. 兀偉,鄧國(guó)慶,張靜,王小華. 測(cè)繪標(biāo)準(zhǔn)化. 2019(01)
[3]保持細(xì)節(jié)特征的帶紋理模型的高質(zhì)量簡(jiǎn)化算法[J]. 李世俊,姜曉彤,唐慧. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2020(01)
[4]面向三維城市建模的多點(diǎn)云數(shù)據(jù)融合方法綜述[J]. 朱慶,李世明,胡翰,鐘若飛,吳波,謝林甫. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2018(12)
[5]一種顧及多重約束的三維地形簡(jiǎn)化方法[J]. 李勝輝,史瑞芝,朱明. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2018(02)
[6]三角網(wǎng)格模型簡(jiǎn)化算法的研究現(xiàn)狀[J]. 張茹,胡世昌. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用. 2018(01)
[7]高效率的三角網(wǎng)格模型保特征簡(jiǎn)化方法[J]. 段黎明,邵輝,李中明,張桂,楊尚朋. 光學(xué)精密工程. 2017(02)
[8]保持細(xì)節(jié)特性的局部誤差漸進(jìn)網(wǎng)格簡(jiǎn)化算法[J]. 黃佳,溫佩芝,李麗芳,朱立坤. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2016(06)
[9]結(jié)合邊折疊和局部?jī)?yōu)化的網(wǎng)格簡(jiǎn)化算法[J]. 劉峻,范豪,孫宇,陸向艷,劉艷. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2016(02)
[10]多源異構(gòu)地理數(shù)據(jù)并行集成技術(shù)研究[J]. 李滿春,李翔,周琛,陳振杰,陳東. 地理信息世界. 2015(06)
博士論文
[1]復(fù)雜三維建筑物模型的多細(xì)節(jié)層次自動(dòng)簡(jiǎn)化方法[D]. 趙君嶠.武漢大學(xué) 2012
[2]數(shù)字城市空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)與應(yīng)用研究[D]. 李宗華.武漢大學(xué) 2005
碩士論文
[1]測(cè)繪資料檔案一站式管理平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 秦高雅.北京建筑大學(xué) 2019
[2]基于WebGIS的城市公交大數(shù)據(jù)可視化研究[D]. 王勝開(kāi).北京建筑大學(xué) 2018
[3]網(wǎng)格化三維建筑模型數(shù)據(jù)組織及管理技術(shù)研究[D]. 丁晗.東南大學(xué) 2017
[4]三維模型簡(jiǎn)化算法與漸進(jìn)式傳輸方法研究[D]. 孫中軒.電子科技大學(xué) 2016
[5]基于簡(jiǎn)化的三維城市模型綜合算法研究[D]. 劉磊.南京大學(xué) 2015
[6]基于改進(jìn)二次誤差測(cè)度的網(wǎng)格簡(jiǎn)化算法研究[D]. 賈琪.燕山大學(xué) 2014
本文編號(hào):2945307
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