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基于局部渲染的文物模型自适应展示技术研究

发布时间:2018-05-03 09:41

  本文选题:文物展示 + 局部渲染 ; 参考:《浙江大学》2017年硕士论文


【摘要】:文物数字化展示是文物保护和可持续发展的关键环节,而文物模型具有的大数据量的特点决定了其三维实时展示的困难。如何在有限硬件条件下实现文物模型良好的展示效果,是本文的主要研究课题。在大数据量模型的实时展示中,影响展示效果的主要有两个因素,一个是模型的载入解析效率,再一个是模型的渲染效率。本文就这两方面深入研究,调研了国内外三维展示技术的研究现状,分析了它们的优势与局限,以局部展示为突破口,吸取以往研究的优秀成果,提出一套基于局部渲染的自适应展示方案。具体的研究工作如下:一、针对大数据量模型数据加载解析慢以及目前三维展示需要加载全部数据才进行渲染的现状,研究基于关系数据库的文物模型数据分块存储技术,来支持渲染时的数据分块加载。并与传统的加载全部数据渲染的方式进行对比实验,结果表明能够大大缩短模型展示时的等待时间。二、针对当前三维实时展示技术存在复杂性高、硬件性能依赖性大、模型简化导致细节丢失等问题,研究基于分块模型的三维模型局部渲染展示技术,以局部展示而非模型简化的方法来减少渲染时的模型数据量,保证文物细节的高质量流畅展示,同时以手动选择分块加载或撤销的策略来自定义展示区域。实验结果表明此方法在PC上能够取得比常规LOD技术更精细的展示画面。三、针对上面提出的方案存在手动选择分块模型的不便以及局部展示的局限性,提出了一套基于局部渲染的自适应的模型展示方案,研究基于视点依赖的分块模型与展示视角的匹配度衡量算法来定义给定视角下分块的展示优先级,从而根据展示视角和硬件条件来选择合适数目的分块数据进行自适应局部展示;同时整合LOD技术对模型进行一次简化,在模型缩放到一定阈值时改用简化模型的全局展示。实验结果表明此方法能够优化复杂文物模型在PC上的展示效果。
[Abstract]:The digital display of cultural relics is a key link in the protection and sustainable development of cultural relics, and the characteristics of the large amount of data in the cultural relic model make it difficult to display it in real time. How to realize the good display effect of the cultural relic model under the limited hardware condition is the main research topic of this paper. In the real-time display of large data model, there are two main factors that affect the display effect, one is the efficiency of model loading and parsing, the other is the rendering efficiency of the model. In this paper, the current situation of 3D display technology at home and abroad is investigated, their advantages and limitations are analyzed, and the local display is taken as the breakthrough point to absorb the outstanding results of previous research. An adaptive display scheme based on local rendering is proposed. The specific research work is as follows: first, in view of the slow loading and parsing of large data model data and the need to load all data before rendering on 3D display, this paper studies the block storage technology of cultural relic model data based on relational database. To support block loading of data when rendering. The experimental results show that the waiting time can be greatly reduced when the model is displayed. Secondly, aiming at the problems of high complexity, heavy dependence of hardware performance and loss of detail caused by simplification of model, the local rendering and display technology of 3D model based on block model is studied. The method of partial display rather than model simplification is used to reduce the amount of model data in rendering and to ensure the smooth display of cultural relic details. At the same time the display area is defined by manually selecting the strategy of block loading or undoing. The experimental results show that this method can obtain a more precise display picture on PC than conventional LOD technology. Thirdly, aiming at the inconvenience of manually selecting block model and the limitation of local display, an adaptive model display scheme based on local rendering is proposed. This paper studies an algorithm to measure the matching degree between the view dependent block model and the display angle to define the display priority of the block under a given angle of view. According to the display angle of view and hardware condition, we can select the appropriate number of block data for adaptive local display. At the same time, integrate LOD technology to simplify the model once, and use the global display of simplified model when the model is scaled to a certain threshold. The experimental results show that this method can optimize the display effect of complex cultural relic model on PC.
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:K87;TP391.41

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本文编号:1837988

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