基于本体的网络三维场景快速构建系统的研究及实现

摘要

随着互联网的快速发展，一种新型的消费模式 O2O诞生并迅速发展起来，各行各业相继采用此模式进行产品的推广和销售，产品的线上线下结合是大势所趋。另一方面，在以人为中心的市场经济环境下，产品必须同时满足通用的功能需求以及顾客的个性化需求和情感需求。在场景设计领域，传统的线下聘请设计师的方式存在需求交流鸿沟的问题，导致设计结果不符合期望，而使用本地三维建模软件难度高，专业性强，两者都存在设计周期长的问题，无法及时展示设计效果。因此，有必要借助互联网将用户需求贯穿到整个设计过程中，使设计结果满足用户需求。虽然网络应用具有快速便捷的优势，但相比于本地建模，网络建模的操作约束大，功能少，同时也受浏览器的影响，如何极大程度地弱化网络三维建模的限制而发挥其优势是一大难点。
　　针对上述问题，本文提出了基于本体的网络三维场景快速构建系统，通过互联网获取用户需求，由系统自动构建初始三维场景设计，用户可以线上修改直至构建出最满意的场景设计，进一步指导线下的生产。
　　本文的主要研究工作如下：
　　一、提出了一套基于网络的三维场景快速构建框架。其核心模块包括需求形式化处理、三维模型半自动语义标注和三维场景设计方案推理构建。需求形式化处理模块分析和形式化表示场景需求；三维模型语义标注模块基于本体，复用语义，对三维模型实例进行半自动语义标注；三维场景设计方案推理构建模块优化和传递场景需求，为子模型特征赋值并组装场景。
　　二、提出了基于形式化语言的场景设计需求表示方法。首先预处理场景设计需求词汇库，构建同义词集，抽取关键概念集，构建领域需求本体模型，进而将语义需求转化为计算机可理解的形式化表示。
　　三、提出了基于本体的三维模型语义知识管理方法。首先将三维模型按照知识划分为视觉知识，结构知识，领域知识，功能知识和感性意象，在此基础上构建三维模型组合本体模型，从而指导三维模型实例的半自动语义标注。
　　四、提出了基于语义的三维场景快速推理构建方法。将场景需求转化为三维场景，具体包括需求优化分解和模型组合，将顶层场景需求向低层模型需求分解，然后将已有的简单模型向上组合成复杂场景。
　　最后，面向室内设计领域，本文实现了基于本体的网络三维场景快速构建原型系统。结果表明，系统构建的场景设计具有有效性，对普通用户在互联网上快速构建三维场景具有支持性。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究现状

1.3 主要研究内容

1.4 论文结构安排

第二章 基于本体的网络三维场景快速构建框架

2.1 应用场景分析

2.2 基于本体的网络三维场景快速构建总体框架

2.3系统核心模块设计

2.4 本章小结

第三章 基于形式化语言的场景设计需求表示

3.1 场景设计需求语义处理

3.2 场景设计需求本体模型

3.3 需求形式化表示

3.4 本章小结

第四章 基于本体的三维模型语义知识管理

4.1 三维模型的五层知识结构

4.2 基于五层知识结构的三维模型分层组合本体模型

4.3 基于分层组合本体的三维模型语义标注

4.4 本章小结

第五章 基于语义的三维场景快速推理构建

5.1 基于语义的场景构建过程

5.2 场景设计需求的优化与传递

5.3 场景组成子模型的推理组合

5.4 场景设计方案的评价体系

5.5 本章小结

第六章 原型系统的实现与验证

6.1 原型系统总体实现架构

6.2 原型系统各层详细设计与实现

6.3 原型系统演示及验证

6.4 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 全文总结

7.2 研究展望

参考文献

附录1

致谢

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