虚拟场景的构建

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1、虚拟场景的构建虚拟场景的构建普建涛普建涛pjt@cis.pku.edu.cn理科2号楼2224房间北京大学视觉与听觉国家重点实验室北京大学视觉与听觉国家重点实验室20032003--0909--1010版权所有，未经允许，禁止使用g00什么是虚拟场景？什么是虚拟场景？内内g11虚拟场景的要求虚拟场景的要求容容g22真实感的组成要素真实感的组成要素提提g33三维模型的获取途径三维模型的获取途径要要g44三维模型的表示三维模型的表示g55虚拟场景的构造方法虚拟场景的构造方法g66虚拟场景的构造步骤虚拟场景的构造步骤g77虚拟场景的数据组织与存放虚拟场景的数据组织与

2、存放200什什g虚拟场景虚拟场景么么2用来模拟真实物理环境的三维模型集用来模拟真实物理环境的三维模型集是是合，这些三维模型是按照合理的逻辑关合，这些三维模型是按照合理的逻辑关虚虚系组织在一起。系组织在一起。拟拟g虚拟场景与虚拟环境的区别？虚拟场景与虚拟环境的区别？场场2虚拟环境不仅包括场景的改变，而且虚拟环境不仅包括场景的改变，而且景景还包括声音等其他因素。还包括声音等其他因素。311虚虚拟拟g真实感真实感场场g保证真实感的条件下，数据量要尽可能小保证真实感的条件下，数据量要尽可能小景景的的g有效的数据组织，满足实时绘制的要求有效的数据组织，满足实时绘制的要求

3、要要求求422真真实实g精确的几何建模精确的几何建模感感g纹理贴图纹理贴图的的组组g光照光照成成要要素素533获获取取g采用三维建模工具手工构造采用三维建模工具手工构造三三g用三维扫描设备对真实物体进行扫描重建用三维扫描设备对真实物体进行扫描重建维维模模g基于多幅图像进行重建基于多幅图像进行重建型型g商业模型库商业模型库的的途途径径644三三维维g原始数据原始数据模模2点云点云型型2深度图像深度图像的的2多边形黏体（多边形黏体（PolygonSoupPolygonSoup））表表示示744三三维维g线框（表面）模型线框（表面）模型模模2多边形网格多边形网格型型

4、2细分表面细分表面的的2参数表面参数表面表表2隐式表面隐式表面示示844三三维维g线框（表面）模型线框（表面）模型模模2用棱线或者面来表示物体用棱线或者面来表示物体型型2数据结构可以用三种表来表达数据结构可以用三种表来表达的的表表示示944三三g线框（表面）模型线框（表面）模型维维2网格模型的数据结构示例网格模型的数据结构示例模模型型的的表表示示1044三三维维g线框（表面）模型的特点线框（表面）模型的特点模模2形体边界可以全部定义型型2可生成剖面图和进行消隐处理的的2缺乏表示形体内部结构的能力表表2对于三维实体还具有某些多义性示示1144三三维维g实体模型实

5、体模型模模2体素（体素（VoxelVoxel））型型2图元图元的的表表示示1244三三维维g实体模型实体模型::图元图元模模2基本图元：基本图元：box,torus,prism,cylinder,型型cone,pyramidandsphere的的2扫掠图元扫掠图元表表2边缘图元：边缘图元：Fillet,ChamferFillet,Chamfer示示1344三三维维g实体模型的特点实体模型的特点模模2便于计算几何特征型型2容易改变所定义的形体的的2不仅能表达形体外表形状，还能表示其表表内部结构示示1444三三维维g其它表示方式其它表示方式模模2Skeleton型

6、型的的表表示示1555虚虚拟拟g基于模型的方法基于模型的方法场场g基于图像的方法基于图像的方法景景的的构构造造方方法法165.15.1基于模型的方法基于模型的方法g建模过程相当烦琐、工作量大、耗时多建模过程相当烦琐、工作量大、耗时多g难以实现逼真的实时交互虚拟环境难以实现逼真的实时交互虚拟环境g需要高性能计算机图形系统的支持需要高性能计算机图形系统的支持175.25.2基于图像的方法基于图像的方法g基于实景图像，所构造的虚拟环境逼真度高；基于实景图像，所构造的虚拟环境逼真度高；g场景的处理时间与场景的复杂度无关，易于实现场景的处理时间与场景的复杂度无关，易于实

7、现实时交互；实时交互；g缺乏统一的空间坐标体系缺乏统一的空间坐标体系g难以实现任意方式的空间漫游与交互难以实现任意方式的空间漫游与交互1866虚虚拟拟g构造独立的模型构造独立的模型场场g模型的组装模型的组装景景的的g数据的组织数据的组织构构造造步步骤骤1977虚虚拟拟g层次化组织方案层次化组织方案场场景景的的逻逻辑辑组组织织207.17.1世界层世界层包围盒技术：简化计算区域聚类：分而治之BSP树：方便搜索217.27.2建筑物层建筑物层只存储建筑物的外表面信息LOD表示建筑物可以通过墙的中轴线将建筑物分为内外两部分，所谓建筑物层就是外面部分。22楼层层7.3

8、7.3楼层层楼层层只存储房间序列的外表