大足石刻千手观音造像三维展示系统关键技术研究
发布时间：2017-09-26 00:07
本文关键词：大足石刻千手观音造像三维展示系统关键技术研究
【摘要】：文物是一个国家和民族在一个特定时期的政治、经济、文化的体现，对于全世界的人类而言是祖先留给我们的一笔宝贵的历史财富，在人类探索历史文化、研究文明发展等方面具有非常重要的借鉴作用。然而随着时间的流逝，许多历史文物正在遭受不同程度的破坏和损伤。 随着三维激光扫描技术的发展，可用三维激光扫描设备对文物进行数字化数据采集，在不损伤文物的前提下，将文物的三维信息数据存入计算机中，并通过计算机图形学技术进行可视化及分析处理等，使得文物可以用另外一种虚拟的展现方式呈现在人们面前，并且利用计算机交互技术令人们可以利用不同的交互设备全方位的对数字化文物进行浏览以及获取所需的信息，不仅满足了人们对文物的参观需求，让人们可以有一种更加新颖、全面的参观体验，同时对文物本身而言也是一种永久的数据保存和保护。出于这个目的，本文设计与实现了大足石刻千手观音造像三维展示系统，并研究与实现了其中的几项关键技术，其主要的研究内容有： 1.研究了几个常用的三维模型简化算法，并对基于二次误差边折叠简化算法进行了详细的介绍，该算法基于边折叠简化算法对三维网格模型进行简化，并在简化过程中利用二次误差矩阵控制简化模型与原始模型之间保持一个高质量的相似度，较好的实现了简化速度与简化质量之间的均衡。 2.研究了LOD模型的构建技术，介绍了LOD模型构建的意义和常用的LOD模型分类，并对渐进网格算法做了一个深入的研究，，该算法基于边折叠简化算法进行模型的简化，并在简化的过程中记录点分裂记录，通过边折叠操作实现模型简化方向的LOD切换，通过点分裂操作实现模型细化方向的LOD切换。 3.研究了常用的几个三维模型的交互技术，如多点触控技术，基于轨迹球旋转技术，三维模型拾取技术等。通过多点触控技术可以实现系统的多点触控交互操作，通过基于轨迹球旋转技术可以实现模型的自由旋转，通过三维模型拾取技术可以实现三维模型量测等。 4.开发了基于大足石刻千手观音多源数据的三维展示系统，该系统利用了上述提到的三维模型简化、LOD模型构建等关键技术，实现了三维模型的浏览、三维模型的交互、三维模型的处理以及多媒体信息介绍等功能，系统运行效果良好。
【关键词】：大足石刻 文物保护 三维展示
【学位授予单位】：北京建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：K879.3;TP391.41
【目录】：
- 摘要3-4
- Abstract4-8
- 第1章 绪论8-13
- 1.1 研究背景8
- 1.2 课题来源8
- 1.3 国内外研究现状8-9
- 1.4 三维模型的获取9-12
- 1.4.1 三维建模软件建模9-10
- 1.4.2 基于图像的建模与绘制10-11
- 1.4.3 三维激光扫描建模11-12
- 1.5 论文框架12-13
- 第2章 三维模型简化算法13-24
- 2.1 模型简化的意义13
- 2.2 常用的模型简化算法13-17
- 2.2.1 顶点抽取算法13-14
- 2.2.2 顶点聚类算法14-16
- 2.2.3 边折叠算法16-17
- 2.3 基于二次误差的边折叠简化算法17-23
- 2.3.1 二次误差矩阵20-21
- 2.3.2 新顶点位置的确定21-22
- 2.3.3 算法总结22
- 2.3.4 算法实现22-23
- 2.4 本章小结23-24
- 第3章 LOD 模型的构建24-35
- 3.1 LOD 模型构建的意义24-25
- 3.2 LOD 模型的分类25-27
- 3.2.1 离散 LOD 模型25-26
- 3.2.2 连续 LOD 模型26-27
- 3.3 渐进网格算法27-34
- 3.3.1 算法原理27-29
- 3.3.2 渐进网格的简化29-30
- 3.3.3 渐进网格的细化30-31
- 3.3.4 算法总结31-32
- 3.3.5 算法实现32-34
- 3.4 本章小结34-35
- 第4章 三维模型的实时交互35-48
- 4.1 三维模型实时交互的意义35
- 4.2 多点触控技术35-38
- 4.2.1 多点触控简介35-36
- 4.2.2 多点触控的原理36-37
- 4.2.3 多点触控技术总结37
- 4.2.4 多点触控的实现37-38
- 4.3 基于轨迹球旋转38-43
- 4.3.1 算法简介38-39
- 4.3.2 轨迹球坐标系的建立39-41
- 4.3.3 模型旋转矩阵的确定41-43
- 4.3.4 基于轨迹球旋转的实现43
- 4.4 三维模型拾取43-47
- 4.4.1 三维模型拾取简介43-44
- 4.4.2 三维模型拾取的原理44-46
- 4.4.3 三维模型拾取的实现46-47
- 4.5 本章小结47-48
- 第5章 系统设计与实现48-53
- 5.1 系统开发环境48
- 5.1.1 硬件环境48
- 5.1.2 软件环境48
- 5.2 系统功能设计48-50
- 5.3 系统结构设计50-51
- 5.4 系统实现51-52
- 5.5 本章小结52-53
- 第6章 总结与展望53-55
- 6.1 论文工作总结53
- 6.2 下一步工作展望53-55
- 参考文献55-59
- 致谢59
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 殷勇;马照亭;王继周;李成名;;城市海量三维场景的高效裁剪算法研究[J];测绘科学;2009年01期
2 冯琰;郭容寰;汪e
本文编号：920327
本文链接：https://www.wllwen.com/shekelunwen/kgx/920327.html
