楼房批量动态建模技术研究及其应用

荆棘鸟

楼房批量动态建模技术研究及其应用夏鹤阳哈尔滨工业大学
目前,虚拟现实技术已经广泛应用于模拟演习、场景规划、产品展示、地图导航及电子游戏等众多领域。随着计算机硬件软件性能的提高以及人们需求的增多,虚拟世界的容量在不断的增长,期间伴随着大量的各种各样的三维模型的构建,其中楼房类型的模型居多。传统的建模技术在对于特定模型的精细修改方面有很大优势,但对于大量的相似模型仍然需要逐一修改,因此需要可以快速完成模型批量生成建模技术。而且在虚拟现实中存在大量模型建造的迭代繁琐的问题,在虚拟漫游中无法对指定模型的大小位置进行动态的调整,当场景格局或是模型风格大幅改变时会产生巨大工作成本,在大规模场景下渲染中光照贴图会产生大量空间时间的浪费。针对上述问题,本文研究了楼房批量动态建模的关键技术,包括基于语法规则建模技术、虚拟现实交互方式以及光照贴图渲染技术流程等,构建了在虚拟现实环境下动态批量构建楼房建筑的系统,本文的主要研究内容及研究成果如下:对传统的三维模型构建流程以及目前主流的虚拟现实交互方式进行研究,设计一种可以在虚拟现实中完成模型修改的交互流程。具体包括选择模型位置、底面形状、模型样式以及模型高度,同时在具体位置的子菜单下还可以细微调整坐标位置、旋转角度以及缩放程度等,使用户可以有效地较为简易地操作完成模型的修改工作。对基于语法规则生成模型的原理方法以及图形渲染中的光照贴图的生成流程进行研究,设计一套针对大量楼房模型生成的光照贴图排布与更新策略。针对指定引擎对整个流程进行重组与优化,使其可以正确生成光照贴图并保证贴图高利用率以节省空间,同时针对其规则化建模方式提高其生成与更新光照贴图的速度,使其在处理大规模模型数据时可以在空间时间效率上有所提升。对楼房批量动态建模系统进行设计开发,设计并实现一个楼房批量动态建模系统,其具有用户漫游功能、模型建造修改功能以及模型生成功能等。用户可以在虚拟现实中进行场景漫游以及场景交互,并根据用户确定的各项参数利用语法规则生成对应模型,在保证其可以渲染出正确的光照效果,同时减少贴图大小以及模型生成所需时间。