移动设备上的非真实感绘制技术研究

摘要

随着网络的普及和全球化程度的提高，制造业企业面临的竞争压力越来越大。由于信息的讨论和交流在产品设计过程中的重要地位，在移动设备迅猛发展的今天，如何通过移动设备实现设计过程的讨论，从而加速产品开发流程，是迫在眉睫的关键问题。凭借着非真实感绘制在传达特定信息方面具有比真实感绘制更强的优势，研究移动设备上的非真实感绘制技术，使用非真实感风格来绘制模型，将会更加有助于对设计方案和过程进行协同讨论。 本文首先介绍了非真实感绘制在设计方案协同讨论中的作用，对非真实感绘制的特点、主要手段和相关研究进行综述和分析。在分析移动设备特点以及移动设备上图形应用研究现状的基础上，强调了在移动设备上研究非真实感绘制技术的重要意义。 然后，提出系统的基本框架，采用服务器端/客户端模式，并对系统的模块进行分析。服务器端负责提供基本的造型工具、模型变换和数据的提取转换，客户端负责实现数据的解析和模型的非真实感绘制。在分析模块功能的基础上描述了系统的主要流程。 由于移动设备资源有限、不具备三维图形处理能力、使用无线网络等特点，系统的模型采用线框表示，并将三维线条转换为二维线条进行非真实感绘制，减少了网络传输的数据量，缓解了网络带宽导致的延迟问题，消除了对移动设备硬件的过分依赖，为服务器端和客户端之间实现模型的实时交互提供了可能性。服务器端和客户端之间基于XML进行数据交互，加强了系统的可靠、易移植和易扩展等特性。 本文着重分析了手绘线条的特点以及线条的非真实感绘制风格表示，并对各种表示方法进行了比较。针对提出的系统，本文使用XML语言自定义了一系列的元素和属性，对模型的数据和绘制风格进行清晰地描述，并允许多种绘制风格的叠加表示，为客户端进行灵活的风格控制和修改，以及风格扩展提供支持。 最后，介绍了原型系统的实现过程，提出了多种基于线条的非真实感绘制风格算法并在系统中得到实现，用户可以自由改变线型、宽度、浓度等几种风格的参数，灵活地控制这些风格，并允许它们之间的相互组合，为移动设备用户进行有效传递视觉信息、传达设计意图提供了方便。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1协同设计

1.2非真实感图形绘制

1.2.1非真实感绘制的特点

1.2.2非真实感绘制的主要手段

1.2.3非真实感绘制的相关研究

1.3移动设备中的图形应用

1.3.1移动设备中图形应用的特点

1.3.2移动设备中图形应用的相关工作

1.3.3移动设备上实现非真实感绘制的意义

1.4本文研究重点和主要工作

1.5本文组织结构

第二章系统的设计方案

2.1系统的总体框架

2.2系统模块分析

2.2.1服务器端模块分析

2.2.2客户端子模块分析

2.3系统流程图

第三章基于二维数据的线条风格化绘制

3.1手绘线条

3.1.1手绘线条的特点

3.1.2线条摆动

3.1.3线条的端点处理

3.1.4离散化线条的拼接

3.1.5线条的随机性

3.2参数曲线表示的线条

3.2.1插值曲线表示

3.2.2Bezier曲线表示

3.3多分辨率曲线

3.4画线方法的比较

第四章基于XML表示的数据交互

4.1结构化描述语言XML

4.2基于XML表示的数据模型

4.2.1模型数据的树状表示

4.2.2模型数据的XML表示

4.2.3 NPR风格的XML表示

4.2.4多个NPR风格叠加的XML表示

4.2.5使用XML Schema验证合法性

4.3 XML模型的解析

4.4基于XML表示的交互模型

第五章基于C/S的移动设备NPR系统

5.1网络服务

5.1.1Socket简介

5.1.2服务器端的网络服务

5.1.3客户端的网络服务

5.2服务器端实现

5.2.1模型的形体特征提取

5.2.2 OpenGL的反馈机制

5.2.3数据的XML描述

5.3客户端实现

5.3.1 XML数据的解析

5.3.2 NPR风格化绘制的实现

5.4客户端和服务器端交互的实现

第六章系统运行实例

6.1系统运行的硬件平台

6.2模型实例的运行情况

6.2.1简单的模型运行实例

6.2.2较复杂的模型运行实例

6.3实例模型的数据测试与分析

第七章总结和展望

参考文献

附录在读期间发表论文与科研情况

致谢