《面向複雜三維CAD模型的海量場景漸進式更新算法》是依託中國海洋大學，由田豐林擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：面向複雜三維CAD模型的海量場景漸進式更新算法
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：田豐林
- 依託單位：中國海洋大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
海量數據模型繪製技術在複雜三維場景繪製方面取得了巨大成功。然而現有的研究大都局限於靜態的模型繪製，依賴對整個場景進行一次性預處理來生成空間索引和LOD，其預處理計算消耗時間過長。而虛擬樣機技術中複雜三維CAD模型在全生命周期中需要不斷地進行模型更新，對於此類套用已有的海量模型繪製技術遇到了難以克服的困難。針對這些問題本項目將通過對海量CAD模型的場景進行分析，提出一套能夠適應其漸進式更新的場景樹構造和繪製方法。具體內容包括：一、研究海量CAD模型的編輯場景樹特徵及其更新算法，同時研究海量數據檔案的增量保存算法。二、為解決場景樹在更新之後出現的空間索引失效現象，研究與場景樹變更複雜度相關的空間索引構造方法。三、根據生成的空間索引，研究並行簡化技術，基於多GPU採樣快速地構造LOD。本項目將完成一個能夠反映海量模型場景全系統整體構造過程的繪製系統原型。
結題摘要
隨著信息獲取和計算能力的不斷增強，計算機輔助設計和計算機仿真技術取得了巨大進步。在互動套用中所使用幾何模型的複雜度不斷增長，海量模型通常占據GB級的存儲空間，因此如何高效存取和互動繪製這些海量模型已成為計算機圖形學和虛擬現實領域的一個挑戰性問題。針對這些問題，本項目通過對海量CAD模型的場景進行分析，提出一套能夠適應其漸進式更新的場景樹構造和繪製方法。具體內容包括：一、建立了支持更新操作的海量三維場景樹，能對場景樹上所有結點和結點間關係以及繪製資源進行管理，同時採用基於塊的外存檔案結構及相應的數據更新調度算法以及內外存映射（Out-of-Core）技術實現大規模虛擬現實和可視化數據的載入和場景漫遊。二、對整個場景建立了BSP剖分結構，設定不同節點狀態，採用空間索引增量更新的方法，在保持索引有效性的基礎上，減少了空間剖分索引的重構計算代價。三、對底層圖形庫進行封裝，管理整個場景繪製對象的渲染順序，根據生成的空間索引，綜合採用層次視域錐剔除、基於硬體的遮擋剔除等可見性剔除算法，結合基於體素LOD模型的細節剔除算法進行繪製。本項目實現了一個能夠反映海量模型場景全系統整體構造過程的繪製系統原型，其中包括水面效果，光學環境模擬，海上溢油仿真，帆船競技仿真，海底生物群體動畫仿真，虛擬場景集成套用，二維高精度動態流線可視化，三維時空連續動態流線可視化，三維動態流線可視化。
