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1、事 协 k G A Z E C O N T R O L L E DSIM P LlFIC A T10 NO F T RIA N G L EM E S H E S 作者王豪磊 专业计算机软件与理论 导师屠长河教授 合作导师 2 0 10 年4 月5 日 0 一 ， 令 原创性声明和关于论文使用授权的说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研 究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明 的法律责任由本人承担。 ，石，7 论文作
2、者签名：妻弦纽 日期：逝f 旦：生 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同 意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论 文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：妞导师签名：么勉 0 1 1 研究意义一1 1 2 相关研究介绍4 1 3 本文的工作和组织结构6 第2 章基于视点的三角网格简化和绘制8 2 1 基于二次误差度量的误差控制方法8 2 2 引入视点的简化算法思想l
3、 O 2 3 视点关注区域的定义1 1 2 3 1F o v e aR e g i o n 的定义l l 2 3 2 视锥的定义1 2 2 4 基于视点的多分辨率绘制1 3 2 4 1 构建网格的顶点层次表示模型1 3 2 4 2 视点移动时关注区域的更新1 4 2 4 3 算法的具体步骤1 5 2 5 实验结果1 7 2 6 本章小节1 8 第3 章基于感知的三角网格简化和绘制2 0 3 1 视觉复杂度的定义2 0 3 2 视觉感知分析2 1 3 2 1 影响感知的因素2 1 3 2 2 细节复杂程度的量化方法2 2 3 2 3 视觉感知模型2 3 3 3 网格模型的可感知性判断2 6 3
4、3 1 空间频率的计算2 6 3 3 2 算法步骤2 8 山东大学硕士学位论文 3 5 实验结果2 8 3 6 本章小节3 0 第4 章总结和展望31 参考文献3 3 致谢3 8 攻读学位期间参与的科研项目3 9 厶 2 3 2T h eD e f i n i t i o no f R e t i n a lC o n e 1 2 2 4M u l t i - r e s o l u t i o nR e n d e r i n gB a s e do nV i e w p o i n t 1 3 2 4 1C o n s t r u c t i o no f H i e r a r c h
5、i c a lM e s hR e p r e s e n t a t i o n 1 3 2 4 2D y n a m i cG a z e d c o n t r o l l e dU p d a t i n go f F o v e aR e g i o n 1 4 2 4 3T h eS t e p so f A l g o r i t h m 1 5 2 5E x p e r i m e n tR e s u l t s 1 7 2 6S u m m a r y 1 8 C h p a t e r3P e r c e p t u a l l yG u i d e dS i m p l
6、 i f i c a t i o na n dr e n d e r i n g o f m e s h e s 2 0 3 1T h eD e f i n i t i o no f v i e w p o i n tc o m p l e x i t y 2 0 3 2T h eA n a l y s i so f v i s u a lP e r c e p t i o n 2 1 3 2 1F a c t o r so f I n f l u e n c ea b o u tP e r c e p t i o nA b i l i t y 2 1 3 2 2Q u a l i f i c
7、 a t i o no f D e t a i l s C o m p l e x i t y 2 2 3 2 3C o n t r a s tS e n s i t i v i t yF u n c t i o n 2 3 3 3C o n t r a s tS e n s i t i v i t yF u n c t i o n 2 6 3 3 1T h eC o m p u t a t i o no fS p a t i a lF r e q u e n c y 2 6 3 3 2T h eS t e p so f A l g r i t h m 2 8 山东大学硕士学位论文 3 5E
8、x p e r i m e n tR e s u l t s 2 8 3 6S u m m a r y 3 0 C h a p t e r4C o n c l u s i o n 31 R e f e r e n c e 3 3 l A c k n o w l e d g e m e n t 3 8 T h ep r o j e c t sp a r t i c i p a t e df o rt h em a s t e r Sd e g r e e 3 9 硬件设备以及建模技术的不断发展，网格的简化在三维模型应用中的作用变得越 来越重要。 视相关的网格简化方法与基于模型几何信息的简化方法不
9、同，方法针对观察 者视点位置，对网格进行简化操作，采用多分辨率模型表示，使对网格模型的绘 制具有更好的视觉效果，同时提高简化的效率。由于观察者的视点是不断移动的， 因此，根据视点移动实现网格细节层次动态控制也是必要的。因此视相关的网格 简化方法需要做到在实时绘制的基础上，消除视觉不连贯感，实现动态条件下的 平滑过渡。 另外，基于视觉感知特点的网格模型简化也是当前研究的热点，它以视觉科 学领域中的研究成果为基础，使用视觉感知模型，判断网格模型上细节对于人眼 的可感知性，并根据结果决定是否对其采用简化操作。因此，区别于传统的基于 模型几何拓扑信息的简化方法，感知简化方法的主观性更强，使观察者成为简
10、化 过程的参与者，并对简化的结果起到了重要的作用，同时也解决了如何衡量简化 模型的视觉效果问题。 本文主要研究内容和贡献有以下两个方面t 1 ) 本文总结前人的工作，系统研究并实现了基于视点的动态细节层次控制 方法口引，通过一个预处理过程，建立一个顶点层次结构，我们的方法改 进了预处理过程中无误差控制的简单边折叠简化，以二次度量法作为误 差控制方法，从而提高了简化模型的质量，将简化过程中网格顶点位置 以及邻接关系的变动信息存储于该层次结构中。在进行实时绘制时，我 们以视点为主要参数，通过该结构查询得到需要绘制的顶点并加以显 示。并在视点移动的情况下，处理视觉连续性的方面，我们的方法在算 法效率
11、上进行了改进。 山东大学硕士学位论文 2 ) 本文实现了一种基于视觉感知的网格简化方法n 副，使用视觉科学领域的 视觉感知模型，研究模型细节复杂度，使用空间频率以及对比度对细节 复杂度进行量化计算。分析模型上细节对于人眼的可见性，以此作为模 型简化的依据，控制模型简化过程。另外，我们的方法引入了视点关注 区域，不仅提高了简化结果的视觉效果，也使方法具有更大的灵活性， 同时满足了用户的观察需要。以本文的工作为基础，我们可以在原始网 格模型的基础上，进一步研究加入光照、纹理等因素后，模型的简化绘 制。 关键字：三角网格简化；视点；多分辨率绘制；感知简化 I I 、J】1 山东大学硕士学位论文 A B S T R A C T I nt h ef i e l do fc o m p u t e rg r a p h i c s ，t h e r ea r ek i n d so fr e p r e s e n t a t i o no fa3 Dm o d e l ， w h i l et h et r i a n g l em e s h
