虛擬現(xiàn)實(shí)及相關(guān)技術(shù)-閱讀頁(yè)
2024-10-14 16:05本頁(yè)面
【正文】 方法引入了立體成像技術(shù)，利用幾何模型在另一方向上生成一幅參考畫面，與該方向上實(shí)際拍攝的畫面加以比較，通過(guò)透視關(guān)系就可以求出特定點(diǎn)偏離幾何模型的位移量。表面反射屬性的重建 由圖象重建表面幾何和由圖象重建表面反射屬性是基于圖象的繪制技術(shù)中兩個(gè)主要的研究方向。顯然，這種假設(shè)是理想化的，與實(shí)際應(yīng)用具有很大的差距?！ ≡缭?992年，Haeberli就利用簡(jiǎn)單的迭加原理來(lái)重新繪制場(chǎng)景，但該算法要求場(chǎng)景中光源的類型與數(shù)量必須與原圖象一致。但這一方法只能處理受太陽(yáng)和天空光照射的室外場(chǎng)景，且視點(diǎn)是固定的。因此，問(wèn)題的關(guān)鍵是如何根據(jù)光源及景物表面的反向?qū)傩詠?lái)確定組合系數(shù)。目前，該算法只能處理漫射表面。 Seitz等人利用體元填色 (Voxel Coloring)技術(shù)構(gòu)造了一個(gè)中間可編輯的體元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這樣用戶就可在不同的照明條件下由這些幾何數(shù)據(jù)重新繪制畫面。俞益洲等人利用光度學(xué)理論，給出了恢復(fù)建筑物表面的雙向反射率的具體算法，從而實(shí)現(xiàn)了由一幅參考圖象生成在不同時(shí)間及光照條件下該場(chǎng)景的新畫面。Devevec則通過(guò)恢復(fù)景物表面的雙向反射率(BRDF)來(lái)將虛擬景物自然地迭加到實(shí)拍圖象中，使虛擬景物與實(shí)際場(chǎng)景具有相同的光照條件。Devevec的方法是一個(gè)將虛擬景物繪制到實(shí)際場(chǎng)景(圖象)中去的一般方法。盡管有些算法已有較好的模擬結(jié)果，但其計(jì)算量非常大，難以做到實(shí)時(shí)顯示。如何降低這些模型的復(fù)雜度，減少圖形系統(tǒng)需處理的多邊形數(shù)目，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)交互，已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)圖形學(xué)研究中的一個(gè)重大課題?！ ∷^LoD技術(shù)，就是在實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)中所采用的細(xì)節(jié)省略(Detail Elision)技術(shù)。實(shí)時(shí)顯示時(shí)，模型的選擇取決于物體的重要程度，而物體的重要程度由物體在圖象空間所占面積等多種因素確定?！ oD模型的缺點(diǎn)是所需存儲(chǔ)量大。此外，離散LoD模型無(wú)法支持模型間的連續(xù)過(guò)渡。 嚴(yán)格地講，多分辨率模型是指一種緊湊的模型表示方法，從這個(gè)表示中可以生成任意多個(gè)不同分辨率的模型，一個(gè)典型的代表是Microsoft公司的Hoppe提出的累進(jìn)網(wǎng)格?！ 榱松蒐oD模型，近幾年來(lái)研究人員提出了多種多邊形網(wǎng)格簡(jiǎn)化算法。通常的做法是把一些不重要的圖元(頂點(diǎn)、邊或三角形)從多邊形網(wǎng)格中移去。小波變換是八十年代后期發(fā)展起來(lái)的數(shù)學(xué)分支，在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中具有廣闊的應(yīng)用前景，其中多尺度分析MRA (Multiresolution Analysis)是一個(gè)重要方面。盡管小波計(jì)算的復(fù)雜性影響了這類方法的應(yīng)用，但這類方法具有明顯的優(yōu)勢(shì)，利用經(jīng)過(guò)處理的小波基序列，只需要很少的面片就可以逼近原始網(wǎng)格，在構(gòu)造多分辨率模型、三維幾何數(shù)據(jù)壓縮、模型的分級(jí)傳輸和LoD控制等應(yīng)用中有著無(wú)可比擬的實(shí)用價(jià)值，因此逐漸成為模型簡(jiǎn)化的研究熱點(diǎn)。有了快速、可靠的模型簡(jiǎn)化方法，只要給出不同的逼近精度要求，即可構(gòu)造出層次化模型。 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)保持型。 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)非保持型。 自適應(yīng)細(xì)分型，要求首先建立原始模型的最簡(jiǎn)化形式，然后根據(jù)一定的規(guī)則，通過(guò)細(xì)分把細(xì)節(jié)信息增加到簡(jiǎn)化模型中，從而得到較細(xì)的LoD表示。 采樣，類似于圖象處理中的濾波方法，有時(shí)不能保持拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不變?！ ∮腥N形式的刪除：直接刪除；通過(guò)合并兩個(gè)或多個(gè)面來(lái)刪除邊或面；以及對(duì)邊或三角形進(jìn)行折疊。在進(jìn)行幾何元素刪除時(shí)，絕大多數(shù)算法要求不能破壞模型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 (3) 局部與全局算法 有些全局算法中也使用到一些局部算法的特征。 局部算法是指應(yīng)用一組局部規(guī)則，僅考慮物體的某個(gè)局部區(qū)域的特征對(duì)物體進(jìn)行簡(jiǎn)化。 視點(diǎn)相關(guān)性：把算法分為兩大類，即與視點(diǎn)無(wú)關(guān)的模型簡(jiǎn)化算法和與視點(diǎn)有關(guān)的模型簡(jiǎn)化方法?！ ∫贿M(jìn)步講，用戶可以有選擇地對(duì)模型的不同部分使用不同的誤差度量。 實(shí)時(shí)性：模型簡(jiǎn)化的目的就是為了加快繪制速度，達(dá)到實(shí)時(shí)圖形生成?！ ∧Ｐ秃?jiǎn)化的算法很多，現(xiàn)簡(jiǎn)單介紹幾種主要的模型簡(jiǎn)化算法如下： Schroeder將該技術(shù)應(yīng)用于從醫(yī)學(xué)CT數(shù)據(jù)中抽取的等值面模型及地形模型的簡(jiǎn)化，大量消減了原模型中的三角形數(shù)，同時(shí)保留了原模型的幾何特征?！ ⊥ㄟ^(guò)調(diào)整新模型中的頂點(diǎn)數(shù)，可以生成層次化模型?！ ∑渲芯嚯x能量反映原始頂點(diǎn)集與簡(jiǎn)化模型的距離偏差。表示能量定義為表示因子Crep與模型頂點(diǎn)數(shù)m的乘積，Crep值越大，表明模型表示的簡(jiǎn)潔性越重要，Crep值越小，表明對(duì)原模型的逼近精度要求越高，因此通過(guò)指定不同的Crep值，可以控制模型的復(fù)雜度，構(gòu)造層次化模型。Hoppe給出了對(duì)三維掃描儀測(cè)量的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化的實(shí)例，效果十分理想，但算法的執(zhí)行效率很低。 Hinker的合并共面多邊形法，通過(guò)找出最大法矢夾角在某一給定值之間的一組多邊形，將其看作近似共面的多邊形，把這組多邊形合并成一個(gè)多邊形，對(duì)合并后的多邊形進(jìn)行三角剖分?！ 〈送?，Renzen提出了一種通用的非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格簡(jiǎn)化方法，特別是解決了四面體網(wǎng)格的簡(jiǎn)化問(wèn)題，即體簡(jiǎn)化(Volume Decimation)方法。Renzen的方法實(shí)際上可分為兩步，第一步，即對(duì)刪除頂點(diǎn)后遺留的空殼體進(jìn)行四面體剖分；第二步即解決剖分后存在的拓?fù)洳幌嗳輪?wèn)題。96, Computer Graphics, 1996, 1120[7] R. Barzel and A. H. Barr. A Modeling System Based on Dynamic Constrains. ACM SIGGRAPH39。98 論文集: 6974[15] 齊東旭. 分形及其計(jì)算機(jī)生成. 科學(xué)出版社, 199
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