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基于移动网络的三维图形渐进显示系统设计与实现
作 者: 孙定准
导 师: 郑贵锋
学 校: 中山大学
专 业: 软件工程
关键词: 移动网络 三维图形 渐进网格 细分重构
分类号: TP311.52
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 14次
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内容摘要
随着科学技术的进步,用于描述几何模型的数据越来越精细和庞大,一些复杂的模型动辄就产生数以百万计的面片。在网络传输的环境下,如果用户要等模型所有的精细数据到达后才进行绘制,势必造成时间上的极大浪费。另外,移动设备不可能具有与台式个人电脑相当的性能;而且,移动设备图形图像显示时与PC大尺寸,高分辨率显示屏相比突现更多问题。同时,尽管4G技术的出现带来了移动网络的传输速度的提升,但与现行更成熟的宽带有线网络相比,仍然有较大的差距。本文从国内外的研究成果入手,结合国内移动设备发展和移动网络发展情况,阐明了三维图形渐进显示系统开发的意义。经过研究相关的算法,分析相关的测试结果,验证系统的可行性与有效性。本文的工作主要体现在以下三个方面:(1)基于逆蝶形细分的渐进网格简化方法和蝶形细分方法,分别实现了在服务器端对三维模型简化和细分预处理。该方法能达到简化速度快,特征保持明显,易于实现,适用于各种高质量图形在移动端的应用。同时,为了克服移动网络有限的带宽,无线网络固有的高延迟的特点,采用基于逆蝶形细分的渐进网格生成算法,实现了模型的渐进网格文件生成,从而能大大缩小了传输的网格数据量,并且能保证网格在移动设备上的显示效果。另外,在移动设备客户端上,根据重构网格的过程与生成过程相反的思想,完善了基于改进的蝶形细分的渐进网格重构算法过程,并应用到客户端的三维图形渐进显示的实现中。(2)在完成对算法和相关技术的研究基础上,本文设计并实现了基于移动网络的三维图形渐进显示系统。首对系统进行需求分析,然后进行了包括系统框架设计,系统的总体流程设计和系统功能模块设计的总体设计,最后以面向对象的方法设计了系统的关键类和数据结构,并具体实现。(3)在完成基于移动网络的三维图形渐进显示系统的实现基础上,在服务器上对模型的预处理结果和渐进网格生成算法的文件生成结果进行了对比分析,在客户端上,在实际的移动设备上,将其他方法与本文的方法进行了一系列的对比试验,并分析测试结果。测试结果表明,通过本文实现的模型渐进网格生成功能可以减少模型传输的数据量,可以及时响应用户需求。并且在客户端实现的渐进网格重建的方法能够很好的保持原始模型的显示特征,而且具有很好的渐进效果,可以满足用户的交互式显示需求。要将复杂的三维模型数据资源应用到移动设备中,可以运用本文的实现的渐进网格生成算法生成渐进网格文件,然后放置在因特网的常规内容服务器上。移动设备借助于移动网络系统或无线网络,将模型数据的下载至设备存储卡中,再利用本文实现的渐进网格显示系统,就能够完成三维模型数据的渐进重构,从而很好地解决了复杂三维模型在移动设备上的应用问题。因而,本文的提出的方法和实现的系统将具有广阔的应用前景和空间,对移动图形应用具有重要意义。
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全文目录
摘要 3-5 Abstract 5-7 目录 7-8 第一章 绪论 8-14 1.1 选题背景及研究意义 8-9 1.2 国内外研究现状 9-11 1.3 本文主要研究内容和目标 11-12 1.4 论文组织结构 12-14 第二章 相关技术与理论 14-30 2.1 移动网络环境和图形计算 14-16 2.2 三维模型简化方法 16-19 2.3 细分曲面方法 19-22 2.4 渐进网格生成算法 22-27 2.5 渐进网格重建算法 27-30 第三章 系统需求分析与总体设计 30-39 3.1 系统需求分析 30-32 3.2 系统架构与框架设计 32-35 3.3 系统流程与模块设计 35-39 第四章 系统详细设计与实现 39-62 4.1 服务器设计与实现 39-49 4.2 客户端设计与实现 49-62 第五章 系统测试 62-69 5.1 测试目的 62 5.2 测试环境搭建 62 5.3 测试结果对比分析 62-68 5.4 测试小结 68-69 第六章 总结与展望 69-71 6.1 总结 69-70 6.2 展望 70-71 参考文献 71-75 致谢 75
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