牛 鹏, 廉东本, 苏 谟

1(中国科学院大学,北京 100049)

2(中国科学院 沈阳计算技术研究所,沈阳 110168)

随着计算机硬件与虚拟现实技术的发展,应用于场景的模型的数据规模呈指数级增长,场景的结构也更加复杂. 尽管图形渲染已经在硬件方面得到了很好地支持,却仍不能解决场景在图形实时渲染方面的问题,还需对相关的裁剪算法进行分析研究. 所以,在克服传统场景组织方式弊端的基础上,能够有效地减少绘制对象,降低模型复杂度,提升裁剪和场景渲染的效率,就成为本文研究所关注的内容.

在三维场景中,模型作为基本的组成单位,一般是以点线面的存储结构的,这种点线面的数据结构适用几何建模,但不能体现场景中的空间分布情况. 比较有效的方法是对场景进行空间分割. 并用树结构进行组织,这样可以把空间无序的场景模型变成一棵空间有序的层次树. 对层次树的操作也就等同于对整个场景的操作.

本文提出了采用自适应二叉树空间分割算法负责场景的组织管理,在可见性判断方面,采用了一种基于包围球和包围盒的层次化的视锥体裁剪算法,在充分发挥自适应二叉树空间分割算法的优势的基础上,该视锥体裁剪算法有效地降低了场景模型的复杂度,提高了裁剪的精确度,提升了三维场景的绘制效率.

1 场景组织及视锥体裁剪算法

针对传统二叉树(BSP)[1]存在的问题,本文采用自适应二叉树算法(Adaptive Binary Tree,ABT)进行场景的……