[发明专利]一种基于块分解的彩色LOD模型自动生成方法

说明书

本发明属于大数据三维显示技术领域，具体涉及一种基于块分解的彩色LOD模型自动生成方法，该方法首先对彩色模型进行白模简化，然后进行三角网格聚类并分Patch，给每个Patch重映射上比原模型更低分辨率的纹理，最后合并每个Patch纹理形成一个层级的简化的带纹理的模型，并通过此方法获得多层次的简化彩色模型，最终由获得的多层次的简化彩色模型生成彩色LOD模型。该方法解决了彩色模型因无有效的简化方法，从而限制了大数据彩色模型的实时浏览应用的技术问题，使彩色LOD模型生成技术效率高、效果好、依赖少，只需要输入原始的彩色模型，就可以生成多层次的LOD，实现模型显示效果和计算机资源消耗的综合最优。

技术领域

本发明属于大数据三维显示技术领域，具体涉及一种基于块分解的彩色 LOD模型自动生成方法。

背景技术

LOD技术根据物体模型的节点在显示环境中所处的位置和重要度，决定物体渲染的资源分配，降低非重要物体的面数和细节度，从而获得高效率的渲染运算，是大数据三维显示必不可少的技术。当模型很大时，计算机资源受限，无法实时进行数据绘制。为了解决以上问题，通常对模型实现如下的显示策略：

1.根据观察者与模型距离的变化显示不同复杂度的模型，当模型远离观察者时，调用低精细度的模型，当模型靠近观察者，调用高精细度的模型。

2.系统仅仅加载模型在视窗范围内可见的那部分。

为了实现策略1，需要对彩色模型进行不同层次的简化，生成不同层次简化的彩色模型。为了实现策略2，需要我们对各个层次的模型进行分割并通过树状结构进行层级组织，以视域分析方法，实现模型的部分加载与显示，LOD层级关系如图1所示。图1中LOD的第一层级是一个根节点A，它的几何和纹理细节最粗糙，向下拥有一个子节点B，子节点B的几何和纹理比父节点A复杂一些。子节点B向下拥有两个子节点C和D，分别是模型的一半，但几何纹理比其父节点B更精细。同时C、D两个子节点分别二分后，各自又拥有两个子节点，第四层级是四个几何纹理最精细的叶子节点E、F、G、H。

模型离屏幕越近，模型在屏幕上的投影也就越大。因此可以计算模型的包围球，然后把它投影到屏幕上形成一个直径为d的圆(视距)，d的大小也代表了模型到屏幕的远近。图1中，每个节点附带了一个最大视距参数，在模型移动过程中，到屏幕的投影直径一旦超过了这个值，模型就不再显示。在任何时候，从根节点到叶节点的路径上，只有一个节点被显示，每个节点根据它本身到屏幕的距离决定是否被显示。当模型离屏幕很远时，节点A被显示；当模型离屏幕近一些时，节点B代替节点A，A节点被隐藏；当模型更近一些时，节点C和节点D代替节点B；当我们模型继续靠近屏幕，节点E和节点F代替节点C，而节点D可能仍然没有改变，也可能被节点H和节点G代替；当我们单独放大C节点时，根据策略II，D节点以及其子节点H和G都将被隐藏。

然而，目前针对彩色模型却无有效的简化方法，从而限制了大数据彩色模型的实时浏览应用。因此，开发出一种新的彩色LOD模型自动生成方法具有极大的意义。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种基于块分解的彩色LOD模型自动生成方法，该方法LOD生成技术效率高、效果好、依赖少，只需要输入原始的彩色模型，就可以生成多层次的LOD，实现模型显示效果和计算机资源消耗的综合最优。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于块分解的彩色LOD模型自动生成方法，包括如下步骤：

步骤一：输入彩色模型，分层简化带纹理的模型并获得多层次的简化彩色模型；

步骤二：利用步骤一获得的多层次的简化彩色模型生成彩色LOD模型。

进一步地，所述步骤一的具体操作包括：1)输入彩色模型并将其简化成不带纹理的白模；2)简化后的白模进行三角网格聚类并分Patch；3)给每个Patch 贴纹理；4)合并带纹理的Patch，形成一个层级的简化的带纹理的模型；5)重复上述1)、2)、3)、4)直到产生多层次的简化彩色模型。