【摘 要】
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得益于无人机摄影技术和三维自动重建技术的高速发展,倾斜摄影三维重建生成的数字模型几何细节多、贴图纹理真实,在大规模的空间场景三维重建工作中相较于传统手工建模更是有着质的飞跃。然而倾斜三维模型高质量的背后是海量的三角面片数以及精细的纹理,在虚拟场景中加载并展示此类大数据量的空间场景模型会给计算机图形性能带来巨大的负担。Unity3D作为目前主流的三维游戏引擎,优秀的三维模型展示能力以及可自定义交互的
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得益于无人机摄影技术和三维自动重建技术的高速发展,倾斜摄影三维重建生成的数字模型几何细节多、贴图纹理真实,在大规模的空间场景三维重建工作中相较于传统手工建模更是有着质的飞跃。然而倾斜三维模型高质量的背后是海量的三角面片数以及精细的纹理,在虚拟场景中加载并展示此类大数据量的空间场景模型会给计算机图形性能带来巨大的负担。Unity3D作为目前主流的三维游戏引擎,优秀的三维模型展示能力以及可自定义交互的漫游体验使其在各行各业都有着不错的应用。然而在展示倾斜摄影三维重建生成的大规模空间场景模型时,Unity3D很难保持虚拟漫游的流畅度。为解决此问题,本文提出了基于Unity3D的大数据量空间场景展示方法,主要的研究内容有以下:1、参考倾斜三维模型的文件格式,构建四叉树森林类来记录四叉树多层LOD（层次细节模型）结构的空间场景中每一个节点模型块的信息。2、结合四叉树LOD技术与可见性剔除技术,动态地对虚拟场景中的节点模型进行隐藏或替换,从而减少无用绘制的图形开销,优化整体场景的渲染速率。3、在传统四叉树LOD的基础上改进,提出一个基于图像复杂度的LOD方法。以三维模型的纹理贴图的信息熵作为图像复杂度引入到LOD的节点评价系统中,使LOD对节点模型的调度更替更为合理。最后本文采用实际生产项目中的倾斜三维模型数据展开实验,通过对文中提出的方法与Unity默认的加载单层倾斜三维模型方法进行对比,结果表明本文提出的基于Unity3D的四叉树LOD加载方法能够在保证画面整体精度没有明显下降的前提下大幅度地减少了虚拟场景中的无用三角面片以及几何顶点的绘制,有效提高了渲染速率。而基于图像复杂度的改进LOD算法则是更进一步地提升了LOD的效果,在展示地形变化复杂的区域时表现更佳。
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