杨卫平，张子頔

（山东科技大学电气信息系，济南　250031）

一种三维模型文件设计及其在光线跟踪中应用

杨卫平，张子頔

（山东科技大学电气信息系，济南250031）

0　引言

随着次世代游戏的发展，三维游戏画面进入了高品质、高特效的时代。开发人员为了能够表现更加丰富逼真的三维场景，往往会使用更大规模和更先进复杂的模型。然而，大规模复杂模型对网络传输和数据处理提出了更高要求。提高网络传输和数据处理效率无法长期满足先进三维程序制作的要求。因此，需要一种能够自然表达大规模复杂模型、占用空间小且适合于读取的模型文件格式。

现有的文件类型在表达大规模复杂模型时显得力不从心，对于不同的三维应用开发人员通常需要进行数据转换以兼容不同的工作场景。主流3D模型文件格式的5个特征：1.文件格式和运行时例程库的可扩展性；2.连续LOD能力；3.基于刚体和骨架的动画；4.压缩；5.渐进流传输［1］。在现有的主流文件格式中，并不能满足未来的要求。这在性能要求更为苛刻的嵌入式设备上更为突出，如Android平台。

1　通用三维模型文件数据交换方法

通用三维模型文件主要用于建模软件与目标使用程序之间进行信息共享，因此，文件源数据由建模软件提供。一个3D模型都是由顶点、边、面3种图形元素构成的［1］。现代模型还包括场景位置信息、纹理材质、动画信息等。因此，需要一种合理的描述性结构，自然地表达出数据之间的关系。

现代三维程序常常要处理数以万计的顶点信息。……