虛擬場(chǎng)景的構(gòu)建

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1、虛擬場(chǎng)景的構(gòu)建虛擬場(chǎng)景的構(gòu)建普建濤普建濤pjt@cis.pku.edu.cn理科2號(hào)樓2224房間北京大學(xué)視覺與聽覺國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室北京大學(xué)視覺與聽覺國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室20032003--0909--1010版權(quán)所有，未經(jīng)允許，禁止使用g00什么是虛擬場(chǎng)景？什么是虛擬場(chǎng)景？?jī)?nèi)內(nèi)g11虛擬場(chǎng)景的要求虛擬場(chǎng)景的要求容容g22真實(shí)感的組成要素真實(shí)感的組成要素提提g33三維模型的獲取途徑三維模型的獲取途徑要要g44三維模型的表示三維模型的表示g55虛擬場(chǎng)景的構(gòu)造方法虛擬場(chǎng)景的構(gòu)造方法g66虛擬場(chǎng)景的構(gòu)造步驟虛擬場(chǎng)景的構(gòu)造步驟g77虛擬場(chǎng)景的數(shù)據(jù)組織與存放虛擬場(chǎng)景的數(shù)據(jù)組織與

2、存放200什什g虛擬場(chǎng)景虛擬場(chǎng)景么么2用來模擬真實(shí)物理環(huán)境的三維模型集用來模擬真實(shí)物理環(huán)境的三維模型集是是合，這些三維模型是按照合理的邏輯關(guān)合，這些三維模型是按照合理的邏輯關(guān)虛虛系組織在一起。系組織在一起。擬擬g虛擬場(chǎng)景與虛擬環(huán)境的區(qū)別？虛擬場(chǎng)景與虛擬環(huán)境的區(qū)別？場(chǎng)場(chǎng)2虛擬環(huán)境不僅包括場(chǎng)景的改變，而且虛擬環(huán)境不僅包括場(chǎng)景的改變，而且景景還包括聲音等其他因素。還包括聲音等其他因素。311虛虛擬擬g真實(shí)感真實(shí)感場(chǎng)場(chǎng)g保證真實(shí)感的條件下，數(shù)據(jù)量要盡可能小保證真實(shí)感的條件下，數(shù)據(jù)量要盡可能小景景的的g有效的數(shù)據(jù)組織，滿足實(shí)時(shí)繪制的要求有效的數(shù)據(jù)組織，滿足實(shí)時(shí)繪制的要求

3、要要求求422真真實(shí)實(shí)g精確的幾何建模精確的幾何建模感感g(shù)紋理貼圖紋理貼圖的的組組g光照光照成成要要素素533獲獲取取g采用三維建模工具手工構(gòu)造采用三維建模工具手工構(gòu)造三三g用三維掃描設(shè)備對(duì)真實(shí)物體進(jìn)行掃描重建用三維掃描設(shè)備對(duì)真實(shí)物體進(jìn)行掃描重建維維模模g基于多幅圖像進(jìn)行重建基于多幅圖像進(jìn)行重建型型g商業(yè)模型庫商業(yè)模型庫的的途途徑徑644三三維維g原始數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù)模模2點(diǎn)云點(diǎn)云型型2深度圖像深度圖像的的2多邊形黏體（多邊形黏體（PolygonSoupPolygonSoup））表表示示744三三維維g線框（表面）模型線框（表面）模型模模2多邊形網(wǎng)格多邊形網(wǎng)格型型

4、2細(xì)分表面細(xì)分表面的的2參數(shù)表面參數(shù)表面表表2隱式表面隱式表面示示844三三維維g線框（表面）模型線框（表面）模型模模2用棱線或者面來表示物體用棱線或者面來表示物體型型2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以用三種表來表達(dá)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以用三種表來表達(dá)的的表表示示944三三g線框（表面）模型線框（表面）模型維維2網(wǎng)格模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)示例網(wǎng)格模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)示例模模型型的的表表示示1044三三維維g線框（表面）模型的特點(diǎn)線框（表面）模型的特點(diǎn)模模2形體邊界可以全部定義型型2可生成剖面圖和進(jìn)行消隱處理的的2缺乏表示形體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的能力表表2對(duì)于三維實(shí)體還具有某些多義性示示1144三三維維g實(shí)體模型實(shí)

5、體模型模模2體素（體素（VoxelVoxel））型型2圖元圖元的的表表示示1244三三維維g實(shí)體模型實(shí)體模型::圖元圖元模模2基本圖元：基本圖元：box,torus,prism,cylinder,型型cone,pyramidandsphere的的2掃掠圖元掃掠圖元表表2邊緣圖元：邊緣圖元：Fillet,ChamferFillet,Chamfer示示1344三三維維g實(shí)體模型的特點(diǎn)實(shí)體模型的特點(diǎn)模模2便于計(jì)算幾何特征型型2容易改變所定義的形體的的2不僅能表達(dá)形體外表形狀，還能表示其表表內(nèi)部結(jié)構(gòu)示示1444三三維維g其它表示方式其它表示方式模模2Skeleton型

6、型的的表表示示1555虛虛擬擬g基于模型的方法基于模型的方法場(chǎng)場(chǎng)g基于圖像的方法基于圖像的方法景景的的構(gòu)構(gòu)造造方方法法165.15.1基于模型的方法基于模型的方法g建模過程相當(dāng)煩瑣、工作量大、耗時(shí)多建模過程相當(dāng)煩瑣、工作量大、耗時(shí)多g難以實(shí)現(xiàn)逼真的實(shí)時(shí)交互虛擬環(huán)境難以實(shí)現(xiàn)逼真的實(shí)時(shí)交互虛擬環(huán)境g需要高性能計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)的支持需要高性能計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)的支持175.25.2基于圖像的方法基于圖像的方法g基于實(shí)景圖像，所構(gòu)造的虛擬環(huán)境逼真度高；基于實(shí)景圖像，所構(gòu)造的虛擬環(huán)境逼真度高；g場(chǎng)景的處理時(shí)間與場(chǎng)景的復(fù)雜度無關(guān)，易于實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景的處理時(shí)間與場(chǎng)景的復(fù)雜度無關(guān)，易于實(shí)

7、現(xiàn)實(shí)時(shí)交互；實(shí)時(shí)交互；g缺乏統(tǒng)一的空間坐標(biāo)體系缺乏統(tǒng)一的空間坐標(biāo)體系g難以實(shí)現(xiàn)任意方式的空間漫游與交互難以實(shí)現(xiàn)任意方式的空間漫游與交互1866虛虛擬擬g構(gòu)造獨(dú)立的模型構(gòu)造獨(dú)立的模型場(chǎng)場(chǎng)g模型的組裝模型的組裝景景的的g數(shù)據(jù)的組織數(shù)據(jù)的組織構(gòu)構(gòu)造造步步驟驟1977虛虛擬擬g層次化組織方案層次化組織方案場(chǎng)場(chǎng)景景的的邏邏輯輯組組織織207.17.1世界層世界層包圍盒技術(shù)：簡(jiǎn)化計(jì)算區(qū)域聚類：分而治之BSP樹：方便搜索217.27.2建筑物層建筑物層只存儲(chǔ)建筑物的外表面信息LOD表示建筑物可以通過墻的中軸線將建筑物分為內(nèi)外兩部分，所謂建筑物層就是外面部分。22樓層層7.3

8、7.3樓層層樓層層只存儲(chǔ)房間序列的外表