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基于场景图的场景管理

作　者: 赵丽嫚
导　师: 聂俊岚
学　校: 燕山大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 场景管理场景图空间划分多属性管理绘制状态实时绘制
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 54次
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内容摘要

随着计算机软、硬件的不断发展,三维图形的处理在虚拟现实、地理信息系统、航天航空等众多领域上有着重要的作用。三维场景的管理一直是三维图形处理方面研究的一个重要问题,研究重点在于如何把场景中的各种数据组织起来,为各种应用提供支持。本文针对三维复杂场景管理进行了研究,在场景组织管理和对象属性管理方面提出了一些新的观点和算法,并做了进一步的应用。首先,本文对三维场景管理技术进行分析,着重介绍几种场景组织技术,阐述了场景组织管理的国内外最新进展,并说明他们的思想、特点和存在的不足。其次,结合三维空天信息系统场景复杂,动态场景多等特点,分析了动态场景和Ray tracing渲染算法的国内外研究现状,通过研究场景图和空间划分结构技术,提出了一种改进场景图的空间划分结构模式,提高三维场景的实时绘制速度。再次,通过对三维渲染中影响渲染速度各种因素的分析和场景中对象的多属性管理的研究,在状态转换优化算法的基础上,考虑到三维场景中渲染对象的优先级,对其算法进行改进。最后,将以上观点和算法应用在大规模场景中,优化了其管理方式,达到了预期的效果。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-17
  1.1 研究背景和选题意义  9-11
  1.2 场景管理的研究内容  11-15
    1.2.1 场景组织管理  12-13
    1.2.2 场景中裁剪技术和细节层次  13-14
    1.2.3 渲染属性管理  14-15
  1.3 本文的研究内容  15
  1.4 本文的组织结构  15-17
第2章三维场景管理技术分析  17-29
  2.1 引言  17-18
  2.2 空间划分结构  18-23
    2.2.1 包围体层次  19-20
    2.2.2 BSP 树  20-21
    2.2.3 八叉树  21-22
    2.2.4 Quadtree 树  22-23
  2.3 场景图  23-24
  2.4 裁剪技术  24-27
    2.4.1 潜在可见集计算  25
    2.4.2 背面裁剪  25
    2.4.3 视锥裁剪  25-26
    2.4.4 入口裁剪  26
    2.4.5 遮挡裁剪  26-27
  2.5 细节层次  27
  2.6 本章小结  27-29
第3章基于改进场景图的场景组织管理研究  29-41
  3.1 问题提出  29-32
    3.1.1 动态场景分析  29-30
    3.1.2 Ray tracing 渲染算法的分析  30-31
    3.1.3 相关工作  31-32
  3.2 场景图组织  32-34
  3.3 改进场景图的空间划分结构  34-40
    3.3.1 改进场景图的UML 描述  35-36
    3.3.2 基于Iterator 模式遍历  36-37
    3.3.3 基于Visitor 模式遍历  37-40
  3.4 实验结果及分析  40
  3.5 本章小结  40-41
第4章一种状态转换优化算法的改进  41-53
  4.1 引言  41-42
  4.2 相关定义描述  42-45
  4.3 改进的状态转换优化策略  45-48
    4.3.1 对象的属性管理  46
    4.3.2 同一优先级对象绘制状态转换序列Xj  46-48
    4.3.3 整个场景的状态转换序列Xf  48
  4.4 场景绘制的算法流程  48-49
  4.5 实验测试及分析  49-52
  4.6 本章小结  52-53
第5章三维可视化系统的实现及应用  53-61
  5.1 OSG 渲染引擎简介  53-54
  5.2 系统场景管理器的实现结构  54-56
  5.3 改进场景图的场景组织管理  56-57
  5.4 绘制状态的属性管理及其应用  57-58
  5.5 视域远近裁剪面控制及其应用  58-59
  5.6 多气象管理及分析  59-60
  5.7 本章小结  60-61
结论  61-63
参考文献  63-68
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果  68-69
致谢  69-70
作者简介  70

基于场景图的场景管理

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