大场景消隐技术探索与实现开题报告
2020-04-15 20:31:27
1. 研究目的与意义(文献综述)
研究的目的、意义
计算机图形学是一门发展迅速的新兴学科,是计算机应用学科的一个重要分支。计算机图形学的研究内容非常的广泛,消隐是图形学中一个经典问题。所谓消隐,是把场景中的视点虚拟成人眼,将物体被遮挡的线段或者是面隐藏起来不显示,只显示从视点出发的视线能看到的部分,来真实的生成人眼看到的场景。三维立体造型使观察者看到更完整的物体,真实感图形使人们更加直观、形象的认识和了解地理、工程信息,这些信息广泛应用在仿真模拟、几何造型、指挥控制、科学计算的可视化等领域。不消除物体自身遮挡或相互遮挡而无法看见的线条,显示的线条将杂乱无章,三维图形也将失去立体感,进而就会产生二义性。为了使展示的图形具有理想的三维显示效果,消除物体的隐藏线和隐藏面成为必须解决的问题。现今的线消隐算法通常需要很大的存储空间或者要经过非常复杂的步骤,求交的计算量大,使得消隐的代价大或者导致消隐效率低。
消隐算法的关键在于可见面的测试。目前, 大多数消隐算法中, 在可见面测试中均存在直线与面的相交计算量大的问题,特别是在场景比较复杂的情况下 所以,要提高消隐算法的效率,就要提高直线与面相交的计算效率。
2. 研究的基本内容与方案
基本内容及目标
三维图形软件通常将三维物体表达为多面体 。消隐算法是将物体的表面分解为一组空间多边形 ,研究多边形之间的遮挡关系 。消隐算法可以分为两类 ,即对象空间方法(object space method)和图像空间方法(image spacemethod)。对象空间是三维空间,对象空间方法是以分析对象的三维特性之间的关系来确定其是否可见。图像空间是对象投影所在的二维空间, 图像空间方法将对象投影后的二维空间分解为像素 ,比较各像素之间的 z 值 ,确定该像素是否可见。
为了提高虚拟场景中的渲染效率,本次研究将系统分析当前在三维图形处理中最主要的物体空间消隐算法和图像空间消隐算法 ,对各种算法的优缺点和适用范围作了总结和比较。然后综合多种技术手段,实现一套大场景消隐的解决方案。
3. 研究计划与安排
2018-1-14至2018-3-5 相关资料的学习,确定设计方案,完成开题报告。
2018-3-6至2018-3-12 研究分析各种方案的优缺点。
2018-3-13至2018-3-25 改进方案,完成设计
2018-3-26至2018-4-26 完成编码。
4. 参考文献(12篇以上)
[1]张绍江. "遮挡剔除技术在 unity 场景优化中的应用." 安徽电子信息职业技术学院学报 14.4 (2015): 22-24.
[2] 刘文, 葛文馨, and 马颖."基于纹理处理与遮挡剔除技术的虚拟场景优化技术及研究." 现代计算机: 上下旬 12 (2017): 12-15.
[3] 李坚. 基于交互式渲染的三维模型优化技术研究. ms thesis. 江苏科技大学, 2014.