基于OSG三维模型真实性展示研究

发布时间：2017-03-28 22:09

  本文关键词：基于OSG三维模型真实性展示研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着虚拟技术的不断发展,三维视景监控系统和三维视景仿真系统在实际应用中变得越来越广泛,同时用户对于三维视景的要求也变得越来越高,尤其是用户对于场景中的三维模型的真实度提出了更加严格的要求。为了满足用户的要求,使得用户有着更加良好的沉浸感,在三维场景中真实地展示三维模型显得尤为重要。在场景中真实地展示三维模型包括对模型进行不同角度、距离的观察,以及三维模型在展示过程中可以响应现实世界中原型的变化,以确保三维模型在使用阶段不会削弱和丧失其固有的真实性。本文将分别从上述两点进行阐述,并针对上述两个问题提出相应的解决方案和实现过程。针对前者,本文主要利用三维漫游技术来解决,本文将基于OSG中的漫游实现机制来实现一个简易的漫游器。通过对该漫游器的操作,使用者可以从不同角度、距离、方位来观察场景中的某一模型,从而给使用者带来逼真的视觉效果。针对后者,本文的研究方向是对目标模型表面纹理的更换。随着时间的推移,当初构建的三维模型的现实原型会不断发生新的变化,具体体现在其表面图形信息会发生改变,表现在三维场景中即三维场景中的模型表面纹理发生改变。同时,有些三维模型在建模初期由于纹理的不确定,因而建模时并没有加载纹理。当场景搭建完成后需要补充纹理时,同样需要对该三维模型进行相应的纹理映射。这些情况致使基于三维场景的目标模型表面纹理的更换在实际应用中变得必不可少,同时也给软件开发者带来了巨大的挑战。为了解决三维场景中具体模型表面的纹理更换问题,本文将通过研究OSG开源工具包和多面体重构技术提出一个纹理更换过程。利用本文提出的纹理更换过程,开发者可以能够根据实际需要对场景中的模型表面纹理进行修改,从而确保模型在使用过程中的真实性。总而言之,为了实现真实地展示三维模型,本文首先会实现一个三维漫游操作器,并在此基础上结合OSG开源工具包中的相关技术,以及研究并改进多面体重构技术,进而提出模拟多面体重构技术,即在三维场景具体模型表面构建一层“膜”,并将新的纹理映射到这层“膜”上,从而达到“替代”原来的模型表面纹理的效果。在本文最后,通过实验验证,本文实现的漫游操作器可以真实地展示三维模型;同时,本文提出的纹理更换过程可以实现对场景中三维模型表面纹理的替换。
【关键词】：虚拟技术 OSG 模拟多面体重构技术 三维场景 真实展示
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP391.41
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-16
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.3 本论文主要研究内容14
• 1.4 本论文的结构安排14-16
• 第二章 三维模型真实性展示的相关技术16-31
• 2.1 三维视景仿真技术16-20
• 2.1.1 三维视景基本理论17-19
• 2.1.1.1 三维视景生成的基本理论17-18
• 2.1.1.2 视景在计算机中的表示方法18
• 2.1.1.3 三维场景的生成18-19
• 2.1.2 可视化仿真19-20
• 2.2 纹理映射20-25
• 2.2.1 纹理映射技术的定义20-21
• 2.2.2 纹理提取21-22
• 2.2.3 纹理贴图22-23
• 2.2.4 OSG纹理映射23-25
• 2.2.4.1 OSG纹理映射24
• 2.2.4.2 OSG中的二维纹理映射24-25
• 2.2.4.3 OSG中的Mipmap纹理映射25
• 2.3 OSG开源工具包25-30
• 2.3.1 OSG场景组织方式和体系结构25-27
• 2.3.2 OSG中一些重要节点类27-28
• 2.3.3 OSG渲染技术28
• 2.3.4 OSG场景图形机制28-30
• 2.3.4.1 OSG内存管理机制28-29
• 2.3.4.2 OSG访问器机制29-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第三章 基于OSG的三维漫游操作器的实现31-49
• 3.1 模型真实性展示的概念31-34
• 3.2 漫游操作器34-35
• 3.3 漫游操作器的实现原理35-41
• 3.3.1 三维坐标变换36
• 3.3.2 节点的组织结构36-38
• 3.3.3 路径的编辑38-41
• 3.4 漫游操作器的界面介绍41-44
• 3.5 基于OSG的漫游操作器的实现44-47
• 3.5.1 事件操作器的实现45-46
• 3.5.2 矩阵操作器的实现46-47
• 3.5.3 切换过程中的中间状态47
• 3.6 本章小结47-49
• 第四章 基于OSG的纹理更换过程49-59
• 4.1 纹理更换过程49-51
• 4.2 纹理更换过程的的实现原理51-52
• 4.2.1 纹理更换过程的原理51-52
• 4.2.2“膜”节点的生成方法52
• 4.3 纹理更换过程的界面设计52-54
• 4.4 基于OSG的纹理更换过程的实现54-58
• 4.4.1 获取具体模型的顶点坐标信息54-56
• 4.4.1.1 获取节点54-56
• 4.4.1.2 提取节点信息56
• 4.4.2 模拟多面体重构技术56-58
• 4.5 纹理更换过程在漫游操作器中的实现58
• 4.6 本章小结58-59
• 第五章 三维模型真实性展示功能测试59-67
• 5.1 测试环境59-60
• 5.1.1 测试用到的软件59
• 5.1.2 硬件需求59
• 5.1.3 测试数据59-60
• 5.2 测试方法和注意细节60-61
• 5.3 测试结果61-64
• 5.4 测试结果分析64-66
• 5.5 本章小结66-67
• 第六章 结论67-69
• 6.1 本文的主要贡献67
• 6.2 下一步工作的展望67-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-74

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