《基于图像的高精度三维模型网络展示技术及其应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于图像的高精度三维模型网络展示技术及其应用（47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、浙江大学硕士学位论文基于图像的高精度三维模型网络展示技术及其应用姓名：钟鸣宇申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：鲁东明20060601摘要随着三维获取设备以及个人计算机性能的飞速发展，通过互联网浏览高精度三维模型成为了可能，而这不论对于各个领域专家的研究或者普通用户的参观都具有较大意义。本文通过基于图像传输的高精度三维展示技术为这种的需求提供了实现的途径。它可以使普通用户利用远端服务器的高性能可视化系统完成个人计算机所无法胜任的渲染的工作以及实现对远端虚拟场景的浏览。但是该技术框架在目前网络环境中仍然具有一定局限性，我们将对针对其中的关键环节的优化算法进行深入研究。本文首先对国内外
2、网络三维展示的应用现状和技术研究进行了大量的分析，对主流的技术进行了分类：w 曲3 D 、远程可视化、基于I B R 的全景图技术。本文在传统的本地渲染结构和远端渲染结构的对比的基础上，提出了基于远端渲染结构的改进研究方案：1 ) 通过基于I B R 的图像压缩算法有效降低网络传输图像数据量。2 ) 通过动态调整网络传输数据量实现对客户端的个性化服务。3 ) 通过对系统多级缓存的设立优化系统展示，降低服务器端响应交互请求时间。4 ) 通过本地远端混合渲染和用户交互行为预测技术使得在不改变原有数据量的前提下减少网络传输的频率，从而提高用户交互的实时性。第四章以上面提及的关键技术研究为基础完成了网
3、络高精度数字化文物展示平台的设计与开发，并将其应用到了浙江省科技厅重点项目“遗址文物数字化关键技术研究及其应用”以及国家十五科技攻关计划项目“古文化遗存的数字化工程示范研究”中。关键字：网络三维展示实时性远程可视化混合渲染A b s t r a c tR e c e n ta d v a 工I c e si I lt h r e 昏d i m e n s i o n a ls c a n n e re q u i p r n e n t ，也ep e r 内r m a n c eo f P Ca n dt h en e t w o r km a k eb r o w s i n g 吐1 eh
4、 j g h - r e s o l u t i o nm r e e - d i m e n s i o n a lm o d e l sp o s s j b 】et oe x p e n sa 1 1 dc 蝴o nu s e r s T h en l e s i sp r e s e n t st h ei f I l a g e _ b a s e dh i 曲一r e s o l u t i o nr e p r e s e m “o nt c c h n i q u eo fm r e ed i m e n s i o n a lm o d e lw h i c hi s 硅玲a
5、 p p l i c a b l em e t l l o df o r 也ed e m a n d T h i st c c h n i q u em a k eu s e rp o s s i b l et ou t i l k et h cl l i 咖p e r f o m l a n c e 、，i s u a l i z a t i o ns y s t e mo ns e r v e rw I l i c hc a nc o m p l e t em er e n d e r i n ga n de x p l o r a t i o no ft h er e m o t ev
6、i 咖a ls c e n e H o w e v e r 血et e c 硒q u ei t s e l fh a ss o m ed r a w b a ( 漱si nt h en e 钾，o r ke n v i r o I m l c n t 锄dw e 、i l la p p l ys o m e0 p t i I I l i z a t i o nt om ek e ys t e p st od e c r e a s et 1 1 ed e la y F i r s tm ea p p l i c a t i o na n dt e d l n i c a ls t a _ t
7、l l so fd o m e s t i ca n df o r e i 盟t h r e e - d i m e I l s i o n a lv i s u a l i z a t i o na r e 锄_ a l y z e d T l l et h e s i sd i v i d et 1 1 em a i nt e c h n o l o g i e si n t 0t h r e ec a t e g o d e s ，吼r e b3 D ，肥m o t ev i s u a l i 盈t i o n ，m R _ b a s e dP a n o r a m a s B y
8、t h ec o m p a r i s o o ft r a d i t i o n a ll o c a lr e n d c r i n gs 拄u c t u r ea n dr e m o t er e n d e I i n gs t n l c t I l r e ，廿l et h e s i sp o i n t so mt l l ee X i s t i n gp r o b l e m s 趾dp r e s e n t ss o l u t i o n st ot 1 1 ek e ys t e p s 1 D e c e a s em ed a t as i z et
9、 ob e 缸a n s 矗m dt h r o u 曲I B R - b a s e di m a g ec o m p r e s s i o na l g o r i t l l m2 R e a l i z cm ei n d i v i d u a l i z a t i o no fc l i e n t st h r o u g hd y n 锄i ca d j u 蛐gd a t as i z et 0 - b e 昀n s f b r r e d3 D e c r e a s et l l er c a c 血l gt i m ef 研i n t e m c t i v er
10、 e q u e s tm r o u g h 枷l t i c a c h es y s t c m4 D e c r e a s em ec m c eo fr e r r l m ev i s u a l i z a t i o nm r o u g hc o m b i I 悖dl o c a la n dr e m o t er e n d e 血培，f o r e c a s to f t h ec l i e n tr e q u e s t n ef o n l lp a no f 也et h e s i sc o m p l e t et h ed e s 啦a n dr e
11、 a l i z et h er e a ls y s t e m ，n e t w o r k c dh i g h r e S o h l d o nr 印r e s e n t a t i o np l a t f o 蛳o fd i g i t i z e dr e l i c ，o nt h eb a s i so ft l l o s et e c l l l l i q u e sm e n t j o n e da b o v e A n dt 1 1 ep l 甜o m li sa l s oa p p l i e di I lt l ep r o j e c to f 恤r
12、 e s e 盯c ho f k e yt e c l l I l i q u e so f r e l i cr e s e r v a t i o nf o r 岫s h a 甜c h a e o l o g i c a ls i t e 锄d 也ep r o j e c to f t h er e s e a f c ha n da p p l i c a t i o no f k e yt e c h n i q u e so f r e l i cd 磷t i z a t i o n K e yw o r d s ：N e t 、v o r k e dt h r e e - d i
13、m e n s i o n a lr e p r e s e n t a _ c i o n ，R e a l 廿m e ，R e m o t eV i s u a l j z a t i o n ，Q o SI I 基于图像的高精度三维模型网络展示技术及其应用浙江大学硕士学位论文第一章绪论1 1 网络时代的高精度虚拟展示能够通过桌面上普通的个人电脑浏览到大漠中的敦煌莫高窟、已经禁止开放的珍贵文物原貌或者甚至是早已湮灭的楼兰古城，这些原本似乎遥不可及的想法如今借助虚拟现实技术已经成为了可能，而随着图形卡和显示设备等硬件的飞速发展，这一切又进一步走进了千家万户。虚拟现实技术在广义上包含了内容的获
14、取和展示两方面，而其中展示方面的技术包含了本文讨论的主题，也就是虚拟展示。虚拟展示是一门综合技术，它以计算机技术为主，综合利用计算机三维图形技术、模拟技术、传感技术、人机界面技术、显示技术、伺服技术等，来生成一个逼真的三维视觉甚至是触觉以及嗅觉等感官世界。通过虚拟空间c y b e r s p a c e 、虚拟大学、虚拟博物馆等这些最近常常听到的例子可以看到，虚拟展示技术距离我们的生活已经越来越近了。这里可以给它下了一个简单的定义：虚拟展示就是使用电脑这一工具，在人为制造的空间里感受到的现实。虚拟展示的应用范围非常广泛，从单纯的电子游戏，到使用光纤技术的数据球或者H M D ，以及使用在飞行
15、器上的高级装置。图1s k ”e c h 公司的虚拟城市效果目前互联网技术的高速发展以及普及已经使得通过网络参与虚拟展示成为了可能。具体说来基于网络的虚拟展示就是在互联网的基础上，把各种信息变为虚拟展示的所有技术，在以已经普及的以文字、图像以及动画为主的互联网基于图像的高精度三维模型网络展示技术及其应用浙江大学硕士学位论文环境中，引入三维技术，从而提供三维立体信息。以前，那些高性能的图形图像处理装置，以及其他多种装备，都只使用在军事、医疗等特定领域里，而以个人为主的虚拟展示随着互联网的发展，正转向以普通人为主的大众领域。比如，在制造的虚拟购物空间中，人们可以像真正逛商场一样细致的观察产品的细节
16、，而更为便捷的是借助网络和个人电脑，人们还可以同时去浏览产品其它相关的信息。尽管现在虚拟展示已经给了人们许多惊喜，我们仍然要看到它仍然有力所不能及的地方。让我们从与虚拟展示紧密相关的另一方面技术数字化获取技术入手，随着针对器物场景的高精度数字化获取设备的出现，生成并需要进行展示的模型数据量正在飞速发展，以著名的数字化米开朗基罗计划【1 】为例。斯坦福电脑设计实验室为米开朗基罗的雕塑建立一个权威的三维资料中心，项目组借助大型激光扫描仪和3 0 位工作人员的努力，获得了包括大卫雕象( 1 O毫米精度，包含5 6 ，0 0 0 ，0 0 0 个三角面片) 在内的一系列米开朗基罗的作品。图2 数字化米开朗基罗计划中的丈卫像模型这样规模的三维模型即使在本地浏览也需要采用较好的图形工作站，而对于通过网络的虚拟展示来说几乎是不可能的，这基于两方面考虑：首先，如此大数据量的模型通过网络传输需要占用很高的带宽和用户大量的时间；其次，对于大多数普通的桌面计算机，渲染展示这种规模的高精度模型不仅效果不佳，而且非常吃力。基于图像的高精度三维模型网络
