面向虛擬設(shè)計(jì)的分布式并行繪制系統(tǒng)中若干關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、對(duì)多投影面沉浸式虛擬環(huán)境的研究一直是虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域一個(gè)重要的研究方向。但是，由于此類系統(tǒng)的構(gòu)建大多基于專業(yè)圖形工作站和高端投影設(shè)備，高昂的成本使其應(yīng)用范圍受到很大限制。近年來，隨著PC性能的快速發(fā)展，構(gòu)建以PC集群驅(qū)動(dòng)的多投影面沉浸式虛擬環(huán)境成為新的研究熱點(diǎn)。但是，現(xiàn)有的并行繪制系統(tǒng)多應(yīng)用于可視化仿真，并不適于虛擬設(shè)計(jì)制造等動(dòng)態(tài)變化的交互式應(yīng)用，這也影響了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在制造業(yè)的發(fā)展和推廣。 本文從虛擬設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和需求出發(fā)，對(duì)分布式

2、并行繪制系統(tǒng)中LOD(Level of detail)及漸進(jìn)式傳輸技術(shù)進(jìn)行了研究。論文對(duì)面向虛擬設(shè)計(jì)的多投影面沉浸式虛擬環(huán)境的軟件體系結(jié)構(gòu)、并行繪制系統(tǒng)中LOD技術(shù)和漸進(jìn)式傳輸?shù)葐栴}進(jìn)行了深入的研究，論文的主要研究工作如下： 首先，在分析比較了國(guó)內(nèi)外虛擬環(huán)境系統(tǒng)研究基礎(chǔ)之上，針對(duì)虛擬設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，研究了面向虛擬設(shè)計(jì)的虛擬環(huán)境體系結(jié)構(gòu)，并對(duì)Client-Server和Master-Slave兩種常見的分布式并行繪制體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了比較

3、，重點(diǎn)研究了北京郵電大學(xué)的五通道環(huán)幕立體顯示系統(tǒng)，并給出了基于環(huán)幕的并行繪制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。 其次，在研究了二次誤差度量模型簡(jiǎn)化算法基礎(chǔ)上，提出了一種基于協(xié)方差度量的改進(jìn)算法，針對(duì)兩種算法設(shè)計(jì)開發(fā)了相應(yīng)的三維模型簡(jiǎn)化軟件，并對(duì)模型簡(jiǎn)化的結(jié)果進(jìn)行了分析比較。同時(shí)，研究了LOD結(jié)構(gòu)分類、動(dòng)態(tài)管理及模型間平滑過渡等技術(shù)。 再次，對(duì)三維模型漸進(jìn)式傳輸技術(shù)進(jìn)行了研究，給出了漸進(jìn)網(wǎng)格的定義及實(shí)現(xiàn)步驟，重點(diǎn)研究了Client-Serve

4、r并行繪制體系結(jié)構(gòu)，提出了一種基于Client-Server模型的漸進(jìn)式傳輸方案，在基于聯(lián)網(wǎng)PC的分布式并行繪制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)模型的漸近傳輸并進(jìn)行實(shí)時(shí)繪制。 在五通道環(huán)幕立體顯示系統(tǒng)上，基于Master-Slave和Client-Server模型，搭建了面向虛擬設(shè)計(jì)的分布式并行繪制平臺(tái)。基于Master-S1ave，結(jié)合LOD技術(shù)，開發(fā)了虛擬裝配應(yīng)用實(shí)例； 基于Client-Server，利用漸進(jìn)式傳輸技術(shù)，開發(fā)了虛擬設(shè)計(jì)應(yīng)