基于移动平台的三维绘制与漫游系统

论文摘要

随着移动互联网的飞速发展和移动设备性能的不断提升,以及人们对系统移动性的要求日趋提高,移动平台受到学术界和产业界越来越多的关注。移动设备图形处理能力的提高,使得在移动平台上进行三维绘制成为可能。移动设备的硬件规格是影响移动平台三维绘制性能的主要因素,主要包括有限的CPU运算能力、内存容量和总线速度等,这些在短时间内难以改观,因此需要通过适当的优化方法提升三维图形的绘制效率。本文的研究目标是通过研究移动平台上三维绘制的场景组织算法、碰撞检测算法和网格渐进传输策略,设计和实现一个基于移动平台的三维绘制与漫游原型系统。本文的主要研究内容包括：(1)三维场景绘制与漫游的改进策略：在三维场景的绘制与漫游过程中,场景绘制与碰撞检测消耗了系统大部分的资源,因此本文主要针对这两方面进行改进。由于移动设备的屏幕尺寸的限制,本文在三维绘制过程中,通过八叉树对场景进行有效组织,对不能显示在屏幕中的场景进行快速剔除；论文对各种碰撞检测算法进行了分析,针对移动平台计算能力不足的限制,设计和实现了适用于移动平台的碰撞检测算法。(2)移动环境的三维模型简化与渐进传输策略：由于移动环境的带宽和移动设备的内存有限,因此复杂的三维模型不适合在无线网络中传输,也难以在移动设备上直接绘制。本文分析了目前已有的三维网格简化与渐进传输策略,实现了一种保型性较好的简化方法,并设计了一种在移动端网格重建过程中资源消耗较小的渐进传输算法。(3)实现基于移动平台的三维绘制与漫游原型系统,并完成了实例应用：本文在iOS平台上实现原型系统,采用不同的三维模型对系统进行测试,并完成了虚拟校园的应用实例。实验结果证明该系统能够在移动平台上针对不同的模型进行实时绘制和漫游,并具有为用户提供基于位置的服务(LBS)和渐进式下载网格模型的功能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 相关工作研究现状
• 1.2.1 移动平台的发展现状
• 1.2.2 基于移动平台的三维绘制技术发展现状
• 1.3 论文研究内容
• 1.4 论文组织结构
• 1.5 本章小结
• 第2章 基于空间划分的场景管理与碰撞检测
• 2.1 场景管理
• 2.1.1 可见性裁剪
• 2.1.2 八叉树
• 2.2 碰撞检测
• 2.2.1 层次包围盒法
• 2.2.2 空间划分法
• 2.3 适用于移动平台的碰撞检测算法设计
• 2.4 本章小结
• 第3章 三维模型简化与渐进传输
• 3.1 多分辨率网格技术
• 3.2 三维网格简化与渐进传输研究现状
• 3.3 适用于移动平台的渐进传输方法设计
• 3.3.1 边折叠简化算法
• 3.3.2 渐进传输与重建
• 3.3.3 渐进传输策略
• 3.4 本章小结
• 第4章 基于移动平台的三维绘制与漫游系统设计
• 4.1 用户界面设计
• 4.2 用户交互方式设计
• 4.3 谷歌地图模块设计
• 4.4 网络服务模块设计
• 4.5 本章小结
• 第5章 基于移动平台的三维绘制与漫游系统实现
• 5.1 系统开发环境
• 5.2 iOS操作系统介绍
• 5.2.1 iOS操作系统的系统架构
• 5.2.2 iOS程序的特殊性
• 5.2.3 iOS程序的生命周期
• 5.2.4 iOS程序的视图架构
• 5.3 系统界面实现
• 5.4 谷歌地图模块的实现
• 5.4.1 添加标记点
• 5.4.2 更改地图显示类型
• 5.4.3 搜索兴趣点
• 5.4.4 谷歌地图模块展示
• 5.5 三维漫游模块的实现
• 5.5.1 模型文件读取
• 5.5.2 场景绘制
• 5.5.3 三维漫游
• 5.5.4 碰撞检测
• 5.5.5 三维漫游模块展示
• 5.6 渐进传输模块的实现
• 5.6.1 网格模型简化
• 5.6.2 渐进传输
• 5.6.3 渐进传输模块展示
• 5.7 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢