古建筑数字化导览方法研究

发布时间：2020-04-21 22:11

【摘要】：近年来,虚拟现实技术逐渐应用到各行各业,均取得了一定的成效。在文化传承与旅游推广中,古建筑场景的虚拟漫游对人们足不出户的了解中国传统文化、增强旅游景点的吸引力有着重要的意义。现阶段产业界主要通过场景的三维建模,人为设置参观路线实现古建筑场景的虚拟漫游;或者让用户自行的在场景中漫无目标的游览;此外,也会通过人为设计并生成建筑构件的营造动画来展示古建筑的文化知识。这些方式都依赖于程序设计者的主观意愿,或者遵循于相关领域的一些固有习惯及规则,同时需要花费从业者大量的时间来完成。因此,为古建筑场景设计自动且优秀的导览方式成为本文的主要研究目标。本文的主要工作包括:1)针对用户古建筑场景漫游的需求,提出了一种基于影像美学质量评估的路径规划方法。首先结合深度图对栅格法进行了改进,该方法可以准确的得到场景中的可通行区域;然后基于影像美学的三分法则分析视口中的影像质量,并反馈到路径规划算法中;最后基于蚁群算法设计路径规划算法,得到最优景观的场景漫游路线。与传统的地图获取方法和路径规划方法进行比较,证明本文方法得到的路径上的平均风景质量更高。2)针对古建筑构件之间相互联系、相互约束的特点,提出了一种基于规则的爆炸图装配序列规划方法。首先,根据构件之间的联系生成每个方向上的局部爆炸图;然后生成每个构件的合并前元集;最后根据合并前元集合并局部爆炸图,生成最终的装配序列;此外,通过最终得到的装配序列生成相应的营造动画。实验表明通过此方法,可以快速且准确的得到古建筑的爆炸图,并生成相应的营造动画。3)设计并开发了山南地区的藏式寺庙的虚拟导览系统,应用上述两种导览方法生成该场景的游览路线,以及生成独立寺庙的爆炸图及其营造动画。系统实现了西藏古建筑文化与虚拟漫游技术的结合,加入了拥有最优景观的自动游览路线,使得用户漫游过程中有更好的体验;同时加入了相关古建筑的爆炸图和营造动画,使得用户对于古建筑文化有更深入的了解。
【图文】：

蚁群算法,基本流程,信息素,蚂蚁

路径中释放一种信息素，这种信息素会影响其他蚂蚁行进的路线高，相应的路径就越短。一般来说蚂蚁会选择信息素浓度最高的进过程中持续释放信息素，这样就使得这条路径上的信息素浓度始说，，蚁群算法的流程如图 2.1 所示。初始化数据首先需要对相关参数进行初始化，包括蚁群规模、信息素因子、数因子、信息素挥发因子、信息素常数、最大迭代次数等，以及读入程序，并进行预处理。寻找路径将所有蚂蚁放于出发点，对每个蚂蚁利用轮盘法计算其下一个访直到所有蚂蚁访问到结束点。信息素更新每只蚂蚁在构造出一条从起点到终点的路径后，蚁群算法还要求径的总长度来更新这条路径所包含的每个节点信息素的浓度。

地图,地图,四叉树法,避障

图 2.3 四叉树法划分地图Fig 2.3 Use quad-tree divide Map径规划中的避障提供了一种较为直接进行存储，如图 2.4 所示，如此在对减少了存储空间。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：J524;TP391.9;TP18

【参考文献】