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文檔簡介
1、隨著計算機圖形學與計算機網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展,越來越多的應用需要通過互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字電視網(wǎng)絡、甚至是無線網(wǎng)絡,來訪問那些存放在異地的三維幾何圖形數(shù)據(jù)。這使得本已經(jīng)十分有限的網(wǎng)絡帶寬資源變得更加的緊張。數(shù)字生活概念的產(chǎn)生進一步加劇了這一矛盾,數(shù)字醫(yī)療、計算機動畫等方方面面的應用迫切地需要尋找三維幾何模型更為緊湊的表示、存儲方式和有效的網(wǎng)絡傳輸模式。要解決這些由于三維幾何圖形信息量和復雜度的急劇增長所帶來的問題,僅僅依靠提高三維圖形引擎的處理速度和能
2、力,以及增加網(wǎng)絡帶寬等硬件方面的措施是遠遠不夠的。因此,研究占用空間小、處理速度快,適合于三種網(wǎng)絡傳輸?shù)母呔热S幾何圖形的存儲方式和壓縮方法有著十分重要的意義。此外,隨著3C融合進程的加速,數(shù)字家庭產(chǎn)業(yè)得到了迅速的發(fā)展。在數(shù)字家庭內(nèi)部,豐富的信息資源被存儲在各種類型的終端設備上。如何在這些類型各異的3C設備間傳輸、共享包括三維幾何模型在內(nèi)的各種信息資源,成為當前數(shù)字家庭領(lǐng)域中一個重要的研究內(nèi)容。 基于以上兩個問題的提出,本文從
3、幾何壓縮技術(shù)、幾何模型的漸進式傳輸與數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)等內(nèi)容入手,在以下四個方面進行了研究工作。 1.本文提出了一個針對三角形條帶構(gòu)成的三角形網(wǎng)格拓撲信息的高效壓縮算法。該算法針對條帶化后的三角形網(wǎng)格拓撲信息進行壓縮,通過定義一套獨特的編解碼規(guī)則,編解碼只需一次路徑完成,壓縮率較為理想,且所需時間及空間與三角形網(wǎng)格頂點數(shù)成線型函數(shù)關(guān)系。同時,該算法可實現(xiàn)多策略漸進式傳輸,在完成對網(wǎng)格模型的編碼后,可以根據(jù)所選取的關(guān)鍵點序列,對整體編碼
4、進行分批傳輸,以達到漸進式傳輸?shù)哪康摹?2.本文設計了一種基于邊界表示法的三角形網(wǎng)格存儲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)——三角形擴展樹。三角形擴展樹可以在減少三維模型存儲空間的同時,維系網(wǎng)格完整的拓撲信息,適合在資源受限的環(huán)境中表示三角形網(wǎng)格模型。而且該結(jié)構(gòu)可以容易地進行邊塌陷與頂點分裂,便于進行網(wǎng)格簡化與漸進式傳輸。同時,基于三角形擴展樹,本文還提出了一套拓撲信息的檢索算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的壓縮算法。 3.針對三維點云模型的分割與壓縮,本文在相關(guān)
5、密度因子算法的基礎上進行優(yōu)化,提出了一種基于密度的三維點云模型分割算法。該算法通過將點云模型從三維位置坐標系投影到顏色、紋理等幾何信息坐標系中,并應用優(yōu)化相關(guān)密度因子和權(quán)自適應交集運算將投影后的點云分割成一批批具有相似特征的點集,從而達到對三維點云模型幾何信息進行壓縮的目的。 4.結(jié)合數(shù)字家庭中3C設備間互聯(lián)互通、互操作和資源共享的需求,本文提出了一個在不同3C設備間傳輸三維幾何數(shù)據(jù)的協(xié)議模型。在協(xié)議中,我們把3C設備對三維幾何
6、模型的遠程訪問描述為“服務”,定義了在數(shù)字家庭環(huán)境中設備與服務的互發(fā)現(xiàn)機制,明確約定了在UPnP設備和IGRS設備之間傳輸、共享三維幾何數(shù)據(jù)的流程、機制和標準。 總之,本文對三維幾何模型的壓縮與傳輸方法作了認真且有益的探索,不但在三維幾何模型的拓撲信息壓縮、數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)等方面提出了新的研究思路和算法,而且結(jié)合數(shù)字家庭中終端設備互聯(lián)互通的需求,設計了在不同3C設備間傳輸三維幾何數(shù)據(jù)的協(xié)議模型,并進一步制定了廣東省數(shù)字家庭的地方標準
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