虚拟环境中显示模型简化方法及其应用研究

摘要

虚拟装配技术通过利用计算机仿真创建近似于现实世界的虚拟环境，模拟、规划产品的装配过程。设计人员可以在虚拟环境中交互式地进行产品地设计、装配操作和规划，并制定合理的装配方案，从而将产品更快的投放市场，赢得先机。然而，全面的利用和实施虚拟装配技术仍有许多技术难题，其中最主要的一个阻碍就是虚拟装配中所涉及到的海量的几何模型网格数据对于虚拟环境实时性的制约，因此如何有效的简化模型数据使模型实时显示是全面利用虚拟装配技术的关键之一。
　　虚拟装配技术对于装配模型的可见边界信息要求严格，而对于完全不可见信息不再关注。针对这一特点，本论文利用可视球面及球形算法确定出网格模型的最少可视角度，进而利用找的所有可视角度观察网格模型。再利用OpenGL中深度缓存及深度测试功能判定出原始模型中的完全不可见面，通过删除判定出的装配模型中完全不可见面简化原始复杂模型数据，简化模型显示数据，提高显示效率。
　　另一方面考虑同一模型由于视点远近对于模型精度要求不同，论文基于QEM简化算法建立不同精度的层次模型。在场景的实时动态显示中，对于近距离观察时，采用精细的模型进行绘制；反之，远距离观察时，则选择粗糙的模型进行表示，从另一途径实现模型显示简化，提高显示效率与实时性。
　　最后开发了模型简化效果验证系统，分别验证比较了两种简化算法及混合算法简化效果，验证结果表明两种简化算法均能在保持模型细节的前提下有效的简化模型网格数据，提高模型绘制效率。混合简化算法能够更加有效的简化模型，提高模型显示效率与实时性。论文最后利用混合算法简化的不同精度的模型建立了模型的连续细节层次显示。

目录

虚拟环境中显示模型简化方法及其应用研究

RESEARCH ON THE SIMPLIFICATION METHOD TO THE RENDERING MODEL IN THE VIRTUAL ENVIRONMENT AND ITS APPLICATIONS

摘 要

Abstract

第1章绪论

1.1 课题来源及意义

1.2 国内外模型简化方法研究现状

1.3 细节层次技术国内外研究现状

1.4 论文主要内容

第2章 三角网格模型数据简化技术研究

2.1 三角网格模型简化算法

2.2 STL三角网格文件描述

2.3 STL模型文件读取与显示实现流程

2.4 三角网格模型简化算法实现流程

2.5 本章小结

第3章 连续细节层次技术研究

3.1 细节层次技术概述

3.2 连续细节层次技术实现算法

3.3 基于QEM简化算法实现及连续细节层次实现效果分析

3.4 本章小结

第4章 虚拟环境中模型显示简化效果验证

4.1 验证模型简介

4.2 检验及应用系统开发环境及主要功能

4.3 网格模型简化显示效果分析

4.4 本章小结

结 论

参考文献

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致谢