面向大场景模型web端动态渲染LOD处理方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110717967A(43)申请公布日2020.01.21(21)申请号201911098659.4G06T19/20(2011.01)(22)申请日2019.11.12(66)本国优先权数据201910641617.42019.07.16CN(71)申请人北京航空航天大学青岛研究院地址266000山东省青岛市崂山区松岭路393号申请人北京航空航天大学(72)发明人齐越杜文祥尹逊刚(74)专利代理机构青岛中天汇智知识产权代理有限公司37241代理人刘晓(51)Int.Cl.G06T15/04(2011.01)G06T19/00(2011.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称面向大场景模型web端动态渲染LOD处理方法(57)摘要本发明是面向大场景模型web端动态渲染LOD处理方法。该方法首先设置细分参数对网格模型预计算；然后使用了一种新的文件格式对结果进行存储；最后根据自适应误差函数基于视点对多分辨率模型进行选择和渲染。本发明的特点是对大场景模型可以灵活地进行不同细节层次和节点数量的剖分，保证在渲染时能够保持较好的细节，适用于大规模静态场景的模型数据的动态调度及渲染显示。CN110717967ACN110717967A权利要求书1/1页1.面向大场景模型动态渲染LOD处理方法，其特征在于包括：步骤A、对大场景模型进行多分辨率的计算，切分为不同细节层次，且不同细节层次之间保持一定的分辨率比例关系；步骤B、定义存储切分结果的数据结构和使用新文件结构，利用所定义的数据结构将结果存储在新定义的文件结构中；步骤C、基于WebGL和所定义的新文件结构，自适应动态计算细分模型和Web场景中视点的对应关系，实现Web端大场景模型的动态渲染。2.根据权利要求1所述的面向大场景模型动态渲染LOD处理方法，其特征在于：所述步骤A中，对大场景模型进行多分辨率计算时，用户指定计算时所使用的内存大小RAM，并构建KD-tree索引结构以加速网格计算；然后设置顶层节点面片数量(top_node_faces)，相邻两层网格分辨率比例设置为0.5，依据分辨率关系逐步细分模型，细分收敛条件是当前节点所包含的顶点数目n<N，N为用户设定。3.根据权利要求1所述的面向大场景模型动态渲染LOD处理方法，其特征在于：所述步骤B中数据结构为，结构头包含所有顶点数据、面片数据、纹理数据及各个节点包围球；所设计的文件格式结构为：文件头和节点数据信息两个部分，其中文件头描述三维模型的全局信息，包括：模型整体包围球中心、半径、顶点数目、面片数目，材质数据以及节点数目；节点数据信息是每个节点包含的数据信息，包括边界信息、面片数据、顶点坐标以及多分辨率数据。4.根据权利要求1所述的Web端大场景模型的动态渲染方法，其特征在于：所述步骤C中，自适应计算过程为：首先计算节点包围球和相机在世界坐标系下欧式距离D，通过实时对比D和节点包围球半径d的比值与用户输入的阈值的对比实现对节点数据的动态调度。2CN110717967A说明书1/4页面向大场景模型web端动态渲染LOD处理方法技术领域[0001]本发明属于计算机虚拟现实技术领域，具体而言是基于无人机采集的大场景图片进行建模，针对建模后的网格数据处理的方法，处理过的数据能够在Web端无延迟加载并能够实时渲染。背景技术[0002]近年来随着虚拟现实技术的迅猛发展和计算机硬件处理能力的不断提高，计算机图形学得到了越来越广阔的应用前景，同时伴随着海量数据的发展，对三维模型的可视化和处理技术也提出了越来越高的要求。三维模型的处理和可视化技术作为计算机图形学的主要研究内容，利用该技术来绘制并渲染逼真流畅的大规模场景模型，在智慧城市、智慧校园、智慧社区等虚拟现实领域有重要意义。[0003]多细节分辨率模型(LevelofDetail，LOD)技术作为目前海量大场景数据渲染主要方法之一，在虚拟现实可视化中可以有效提高渲染速度，同时降低对硬件的性能要求。LOD技术是图形生成加速渲染方法中的一种主要方法。在1976年，Clark就提出了层次细节(LevelsofDetail,LOD)模型的概念(参见ClarkJ.HierarchicalGeometricModelsforVisibleSurfaceAlgorithms[A].CommunicationsoftheACM,1976.547-554.)，认为当物体覆盖屏幕较小区域时，可以使用该物体较低分辨率的模型，反之则使用较高分辨率模型，以便对复杂场景进行快速绘制。[0004]LOD技术在不影响画面视觉效果的条件下，通过逐次简化景物的表面细节来减少场景的几何复杂性，从而提高绘制算法的效率。该技术通常对每一原始多面