基于包围盒的快速3D模型切割显示和标注算法.docVIP

 n 基于包围盒的快速 3D 模型切割显示和标注 算法 李冉 1,2 （1. 清华大学计算机科学与技术系，北京 100084； 2. 可视媒体智能处理与内容安全北京市高等学校工程研究中心，北京 100084） 摘要：3D 模型的切割显示是一种对具有内部结构的 3D 模型采用的可视化技术，通过一定 技术切割掉部分外部物体，从而使观察者看到处在内部的目标模型。研究对象为具有复杂内 部结构 3D 模型的切割显示技术，在模型具有嵌套遮挡关系的情况下，对外部物体施加层次 化和不同类型的切割，使得观察者清楚地看到目标模型和内部物体的空间关系。切割显示流 程之后，为达到更好的可视化效果，实现了高效的模型名称左右放射形标注，以便在显示模 型本身的同时，提供模型的语义信息，给观察者更完整的印象。为了使切割显示具有更好的 用户体验和交互性，提出了基于模型包围盒的剔除技术，使切割算法的效率得到很大提高， 对于不很复杂的场景可以达到接近实时的帧率，结合模型的标注，使用户可以在任意角度下 观察切割结果。 关键词：切割显示；模型标注；包围盒；可视化 中图分类号：TP37 文献标识码：A Bounding-box based fast cutaway and labeling of complex 3D models Li Ran1,2 (1. Department of Computer Science and Technology, Tsinghua University, Beijing 100084, China; 2. Research and Engineering Center of Intelligent Processing of Visual Media and Contend-Safe System Development in Universities of Beijing, Beijing 100084, China) Abstract: Cutaway illustrations of 3D models is a visualization technology used in illustrations of 3D scenes with complex inner structure, the technology try to cut part of outside objects in order to give a clear view of the inner objects. We mainly focus on cutaway technology of complex 3D scenes which have nesting occlusion relationships. By giving hierarchical and different types of cutaways, we provide a relative clear view of the inner objective objects and their context. We give a left-right irraditation labeling to the cutaway result, in order to provide semantics information. For better user experience, we propose one accelerating technoly using bounding-box of objects, through this accelerating, cutaway and labeling of relatively complex scenes can get nearly realtime framerates. Key words: cutaway; model labeling; bounding box; visulization 0 引言 可视化是通过图像、图表和动画等形式向人传达信息的一种技术。20 世纪 60、70 年代 以来，随着计算机图形学的发展、计算机运算能力的突飞猛进以及图形硬件 GPU 的普及， 可视化技术取得了前所未有的发展。可视化技术的常见应用包括科学计算可视化、医学成像 可视化、CAD 可视化建模等，通过把抽象的科学数据以图像和统计图的形式显示，用户可 以更快捷地得到需要的信息，通过观察、比较，总结和发现新的规律。 本文主要研究和实现基于切割的可视化技术，它是可视技术的重要分支，有着特定的适 用场合。在某些具有复杂内部结构的 3D 模型中，一般的可视技术只能观察到物体的表面， 而对被遮挡的物体内部构造一无所知