本文選題：移動(dòng)終端 + 三維樹木簡(jiǎn)化　； 參考：《浙江工業(yè)大學(xué)》2013年碩士論文

【摘要】：近年來,以智能手機(jī)、平板電腦等為典型代表的移動(dòng)設(shè)備得到迅速普及,其使用數(shù)量己經(jīng)超出傳統(tǒng)的個(gè)人計(jì)算機(jī),預(yù)計(jì)在不久的將來其將獲得比傳統(tǒng)個(gè)人計(jì)算機(jī)更加廣泛的應(yīng)用空間。面向資源受限的移動(dòng)設(shè)備的各種三維應(yīng)用場(chǎng)景也在日益增多,如三維游戲、虛擬展示、電影特技、定位服務(wù)、動(dòng)畫和廣告等。樹木不僅在現(xiàn)實(shí)生活環(huán)境中隨處可見,而且是自然界不可缺少的一種植物類型,在一定程度上會(huì)對(duì)虛擬三維自然場(chǎng)景的沉浸感和逼真度產(chǎn)生重要影響。由于自然界中樹木的形態(tài)各異、種類繁多、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)十分復(fù)雜,若想構(gòu)建出視覺效果逼真的三維樹木模型,其建模過程非常繁瑣且十分耗時(shí)。同時(shí),由于當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)帶寬、延時(shí)和擁塞等網(wǎng)絡(luò)因素和移動(dòng)終端硬件條件等因素的限制,嚴(yán)重影響了三維植物模型在移動(dòng)終端應(yīng)用中交互操作的實(shí)時(shí)性。針對(duì)上述問題,本文著重以三維植物模型中的樹木模型為研究對(duì)象,開展面向移動(dòng)終端的三維植物模型簡(jiǎn)化與重構(gòu)技術(shù)研究。本文根據(jù)三維樹木模型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特點(diǎn),分別對(duì)模型的樹枝和樹冠部分進(jìn)行簡(jiǎn)化,并在簡(jiǎn)化模型的基礎(chǔ)上開展基于骨架個(gè)性化編輯的模型構(gòu)建方法研究,主要工作和成果如下： (1)針對(duì)三維樹木模型點(diǎn)和面的幾何信息數(shù)據(jù)量大的問題,本文采用保持視覺重要度的總體模型簡(jiǎn)化策略。在該簡(jiǎn)化方法中,首先,將整體樹木模型分成相互獨(dú)立的枝干部分和樹冠部分,并分別對(duì)兩部分進(jìn)行獨(dú)立簡(jiǎn)化；然后,為了保留樹木模型的視覺感知特性,本文結(jié)合模型視覺重要區(qū)域?qū)δＰ筒捎貌煌燃?jí)的簡(jiǎn)化策略。這樣既有效地簡(jiǎn)化了樹木模型,加快了模型網(wǎng)絡(luò)傳輸效率和渲染速度,又保持了樹木模型原始視覺感知效果。 (2)枝干是三維樹木模型的重要組成部分,同時(shí)也是影響模型整體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形態(tài)的關(guān)鍵因素。因此,本文采用一種結(jié)合距離變換和形狀分解的三維樹木枝干模型簡(jiǎn)化方法。然后,利用基于圓臺(tái)、梯形平面和插值的模型重構(gòu)方法進(jìn)行樹木枝干模型重構(gòu)。本文采用的方法不僅能夠很好地提取原始樹木模型的骨架結(jié)構(gòu),而且模型重構(gòu)方法能夠較好地還原樹木的幾何形態(tài)。因此,該方法能夠有效地簡(jiǎn)化原始樹木枝干面片信息,并且能夠快速重構(gòu)樹木枝干模型。 (3)為了進(jìn)一步簡(jiǎn)化三維樹木模型的網(wǎng)格數(shù)量,減小模型網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)間和渲染時(shí)間,本文提出一種基于凸包紋理模板貼圖的三維樹木樹冠模型簡(jiǎn)化與重構(gòu)方法。該方法通過樹冠的凸包來表示樹冠的整體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),并在已有的紋理模板庫中尋找符合標(biāo)準(zhǔn)的枝葉模板進(jìn)行填充,然后根據(jù)凸包所形成的幾何空間重構(gòu)三維模型的樹冠,從而達(dá)到對(duì)樹冠部分的幾何信息簡(jiǎn)化的目的。 (4)為了能夠快速且多樣化地構(gòu)建面向移動(dòng)終端的三維樹木模型,本文提出一種支持骨架個(gè)性化編輯的樹木模型構(gòu)建方法。其本質(zhì)是在簡(jiǎn)化的樹木模型骨架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,通過人機(jī)交互個(gè)性化編輯樹木模型骨架細(xì)節(jié),使其形成具有全新骨架結(jié)構(gòu)的樹木模型。利用樹木模型重構(gòu)技術(shù),最終實(shí)現(xiàn)三維樹木模型的快速構(gòu)建。通過實(shí)驗(yàn)表明,該方法能夠快速建模同一品種樹木不同表現(xiàn)形態(tài)的簡(jiǎn)化模型。 (5)為了驗(yàn)證本文提出的模型簡(jiǎn)化和個(gè)性化編輯方法的有效性,本文設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了三維樹木模型簡(jiǎn)化和個(gè)性化編輯系統(tǒng)。樹木模型簡(jiǎn)化和個(gè)性化編輯功能由系統(tǒng)交互層的PC端實(shí)現(xiàn),將原始模型簡(jiǎn)化和交互式個(gè)性化編輯后存儲(chǔ)至服務(wù)器中。移動(dòng)終端可以根據(jù)需要下載樹木模型文件,并在終端上進(jìn)行渲染和漫游。
[Abstract]:In recent years , mobile devices , such as smartphones , tablets , etc . , have been rapidly popularized . Their use has been more extensive than that of traditional personal computers .

( 1 ) Aiming at the problem of large amount of geometric information of three - dimensional tree model points and faces , the overall model simplification strategy is adopted to maintain the importance of vision . In this simplified method , firstly , the whole tree model is divided into branches and crown parts which are independent from each other , and the two parts are independently simplified ;
Then , in order to preserve the visual perception characteristics of the tree model , a simplified strategy of different levels is applied to the model based on the important regional model of the model , which effectively simplifies the tree model , accelerates the transmission efficiency and the rendering speed of the model network , and maintains the original visual perception effect of the tree model .

( 2 ) The branch stem is an important part of the three - dimensional tree model , and it is the key factor that affects the overall topological structure of the model .

( 3 ) In order to further simplify the mesh number of the three - dimensional tree model and reduce the transmission time and rendering time of the model network , this paper presents a method for simplifying and reconstructing a three - dimensional tree crown model based on a convex hull texture template map . The method uses the convex hull of the crown to represent the whole topological structure of the crown , and finds out the tree crown of the three - dimensional model according to the geometric space formed by the convex hull , thereby achieving the purpose of simplifying the geometric information of the crown part .

( 4 ) In order to construct a three - dimensional tree model facing the mobile terminal rapidly and diversified , a tree model building method supporting personalized editing of skeleton is presented in this paper .

( 5 ) In order to validate the model simplification and personalized editing method proposed in this paper , a three - dimensional tree model simplification and personalized editing system is designed and realized . The tree model simplification and personalized editing function are realized by the PC end of the system interactive layer , and the original model is simplified and the interactive personalized editing is stored in the server . The mobile terminal can download the tree model file according to the need , and perform rendering and roaming on the terminal .

【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TP391.41

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1892031