三维模型轻量化技术研究与实现

摘要

随着移动硬件和智能操作系统的迅速发展，便携、功能多样的移动设备不断的改变着人们的生活，其应用范围也逐渐拓展到工程领域。在移动设备上进行三维产品模型的显示和交互有助于工程技术人员随时了解产品模型的几何信息及设计意图。然而，三维产品模型复杂程度高、数据规模庞大，与移动设备资源有限、性能较低的特点存在巨大的矛盾，如何合理利用移动设备有限的计算和存储能力，实现产品模型的高效浏览与交互，成为了一个亟待解决的问题。
　　首先总结移动设备的特点，同时对移动设备的图形渲染系统进行简要介绍，着重研究了移动设备渲染瓶颈及优化策略。
　　为了能够在移动设备上快速显示三维产品模型，采用了一种多层次的轻量化模型表达方法。该轻量化表达方法在保证产品模型可用性的前提下，对原始模型数据进行压缩、过滤及优化，以减少模型规模、降低内存使用量、加快显示速度。
　　然后对轻量化算法进行了研究。为减少渲染过程中的数据传输量，提出了一种自动识别装配体中隐藏件的方法；另外为提高顶点缓存命中率，提出了一种通用的、线性时间的顶点缓存优化方法。
　　最后研究了轻量化模型与移动设备可视化技术的集成，设计并实现了基于Android平台的轻量化模型浏览器。结果表明该轻量化模型在保证可用性以及有效性的前提下，能够实现移动设备上三维模型的快速浏览，满足工程技术人员的实际需求。

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1 绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究现状

1.3本文研究目的和内容

1.4论文章节安排

1.5 本章小结

2 移动设备图形绘制分析

2.1移动设备特点

2.2移动设备上的三维绘制

2.3绘制瓶颈及优化策略

2.4本章小结

3 三维轻量化表达方法

3.1当前三维模型表达存在的不足

3.2轻量化模型要求分析

3.3轻量化设计方案

3.4轻量化模型数据结构

3.5轻量化模型的优点

3.6本章小结

4 三维轻量化算法

4.1轻量化模型的生成

4.2隐藏零件识别

4.3顶点缓存优化技术

4.4本章小结

5 三维轻量化模型浏览器实现

5.1构建环境

5.2浏览器体系结构

5.3相关功能实现

5.4软件运行结果

5.5本章小结

6 总结与展望

6.1全文总结

6.2 研究展望

致谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间发表的论文