ДИНАМИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ УРОВНЯ ДЕТАЛИЗАЦИИ
ТРЕХМЕРНЫХ МОДЕЛЕЙ СЛОЖНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ
Калачев В.М., Решетникова Н.Н.
Калачев В.М., Решетникова Н.Н.
Электронная библиотека образовательных ресурсов Алтайского государственного технического университета им. И.И.Ползунова
Предложен алгоритм, который позволяет динамически регулировать уровень детализации полиго-
нальных моделей сложных 3D-объектов в интерактивных сценах. Визуальные артефакты при упроще-
нии полигональных сеток не возникают.
Ключевые слова: 3D-объект, полигональная модель, уровень динамической детализации, интерак- тивность Современные мощности персональных компьютеров позволяют решать задачи ком- пьютерной графики на качественно новом уровне. Становится возможным моделирование и отображение на экране компьютера пространства, окружающего жизнь человека, и организация взаимодействия с виртуальным пространством. Несмотря на рост вычислительных мощностей, персональные компьютеры и даже специализированные графические станции не в состоянии отображать полноценные трехмерные изображения аналогичные тем, которые “формирует” человеческий глаз, поддерживая при этом интерактивность происходящего.
Поэтому одной из основных проблем визуализации интерактивных трехмерных сцен является производительность конкретной системы отображения виртуального пространства, так как вычисления, которые предваряют визуализацию трехмерного образа, достаточно тяжеловесны. Реализованные в полигональной технологии ограничения, в соответствии с которыми любой трехмерный объект создается из набора полигонов (треугольников, однозначно определяющих плоскость в пространстве) и наложенных на эти треугольники текстурных изображений, лишь частично решают проблему.
Одним из методов, позволяющих ускорить процесс визуализации трехмерных объектов, является представление этих объектов с различной степенью визуального разрешения или различными уровнями детализации (Level Of Detail, LOD) [1]. Уровень детализации есть некоторая аппроксимация начальной модели объекта с использованием меньшего количества геометрических деталей полигонов.
Как известно качество изображения, воспринимаемое глазом, имеет свойство ухудшаться с увеличением дистанции до объекта. Именно на этом свойстве основана большая часть современных LOD алгоритмов. Исходя из текущего расположения наблюдателя, алгоритм регулирует уровень детализации поверхности модели объекта.
При реализации видо - независимого LOD алгоритма, создается специальная структура, из которой в процессе визуализации в реальном времени извлекается нужный объект с определенным количеством полигонов. Преимуществом здесь является плавность изменения детализации, а также возможность поэтапного ее увеличения. При этом уровень детализации для каждого объекта определяется точно, а не выбирается из нескольких заранее созданных вариантов, тогда и полигонов используется ровно столько, сколько требуется. Использование такого метода приводит к экономии вычислительных ресурсов.
Ключевые слова: 3D-объект, полигональная модель, уровень динамической детализации, интерак- тивность Современные мощности персональных компьютеров позволяют решать задачи ком- пьютерной графики на качественно новом уровне. Становится возможным моделирование и отображение на экране компьютера пространства, окружающего жизнь человека, и организация взаимодействия с виртуальным пространством. Несмотря на рост вычислительных мощностей, персональные компьютеры и даже специализированные графические станции не в состоянии отображать полноценные трехмерные изображения аналогичные тем, которые “формирует” человеческий глаз, поддерживая при этом интерактивность происходящего.
Поэтому одной из основных проблем визуализации интерактивных трехмерных сцен является производительность конкретной системы отображения виртуального пространства, так как вычисления, которые предваряют визуализацию трехмерного образа, достаточно тяжеловесны. Реализованные в полигональной технологии ограничения, в соответствии с которыми любой трехмерный объект создается из набора полигонов (треугольников, однозначно определяющих плоскость в пространстве) и наложенных на эти треугольники текстурных изображений, лишь частично решают проблему.
Постановка задачи
Одним из методов, позволяющих ускорить процесс визуализации трехмерных объектов, является представление этих объектов с различной степенью визуального разрешения или различными уровнями детализации (Level Of Detail, LOD) [1]. Уровень детализации есть некоторая аппроксимация начальной модели объекта с использованием меньшего количества геометрических деталей полигонов.
Как известно качество изображения, воспринимаемое глазом, имеет свойство ухудшаться с увеличением дистанции до объекта. Именно на этом свойстве основана большая часть современных LOD алгоритмов. Исходя из текущего расположения наблюдателя, алгоритм регулирует уровень детализации поверхности модели объекта.
При реализации видо - независимого LOD алгоритма, создается специальная структура, из которой в процессе визуализации в реальном времени извлекается нужный объект с определенным количеством полигонов. Преимуществом здесь является плавность изменения детализации, а также возможность поэтапного ее увеличения. При этом уровень детализации для каждого объекта определяется точно, а не выбирается из нескольких заранее созданных вариантов, тогда и полигонов используется ровно столько, сколько требуется. Использование такого метода приводит к экономии вычислительных ресурсов.
