Шакаев Вячеслав Дмитриевич Моделирование воксельных ландшафтов для автоматизации проектирования систем виртуальной реальности

Краткое описание

Шакаев Вячеслав Дмитриевич Моделирование воксельных ландшафтов для автоматизации проектирования систем виртуальной реальности
ОГЛАВЛЕНИЕ ДИССЕРТАЦИИ
кандидат наук Шакаев Вячеслав Дмитриевич
Введение

1 Анализ методов моделирования и визуализации ландшафтов

в проектировании систем виртуальной реальности

1.1 Процесс проектирования систем виртуальной реальности

1.2 Современные проблемы виртуального проектирования ландшафтов

1.3 Методы триангуляции изоповерхностей с реконструкцией острых углов

1.3.1 Алгоритм «Extended Marching Cubes»

1.3.2 Метод «Dual Contouring»

1.3.3 Алгоритм «Dual Marching Cubes»

1.3.4 Метод «Dual Marching Cubes: Primal Contouring of Dual Grids»

1.3.5 Алгоритм «Cubical Marching Squares»

1.4 Основные выводы по первой главе

2 Разработка методов и алгоритмов триангуляции воксельных ландшафтов

для проектирования систем ВР

2.1 Требования к методу триангуляции воксельного ландшафта

2.2 Проектирование метода триангуляции воксельного ландшафта

2.3 Описание традиционного подхода к адаптивной триангуляции

2.3.1 Знакоопределённое октодерево

2.3.2 Стандартный алгоритм адаптивной триангуляции

2.4 Описание предлагаемого подхода к адаптивной триангуляции

2.4.1 Линейное представление октодеревьев

2.4.2 Алгоритм триангуляции знакоопределённого линейного октодерева

2.4.3 Улучшение качества полученной полигональной сетки

2.5 Результаты экспериментов

2.6 Основные выводы по второй главе

3 Разработка методов представления и форматов хранения

воксельных ландшафтов в САПР ВР

3.1 Проектирование форматов хранения воксельных ландшафтов

3.2 Знакоопределённое поле расстояний с градиентами

3.3 Воксельная решётка с Эрмитовыми данными

3.4 Лучевое представление с нормалями

3.5 Точечные представления с неявной связностью

3.6 Разработанный формат для компактного хранения уровней детализации ландшафта

3.7 Вокселизация полигональных моделей

3.8 Результаты экспериментов

3.9 Основные выводы по третьей главе

4 Разработка методов и алгоритмов для визуализации воксельных ландшафтов

с использованием методов синтеза виртуальной реальности

4.1 Существующие подходы к визуализации ландшафтов

с различными уровнями детализации

4.2 Предложенный подход к визуализации больших воксельных ландшафтов

4.2.1 Многомасштабное представление воксельного ландшафта

4.2.2 Визуализация ландшафта с различными уровнями детализации

4.3 Бесшовная триангуляция воксельного ландшафта

4.3.1 Бесшовное соединение смежных блоков одинакового размера и уровня детализации

4.3.2 Бесшовное соединение блоков с различными размерами и уровнями детализации

4.4 Результаты экспериментов

4.5 Основные выводы по четвёртой главе

5 Программная реализация методов и алгоритмов визуализации

воксельных ландшафтов в системах виртуальной реальности

5.1 Описание программного комплекса

5.2 Распараллеливание при помощи многопоточности

5.3 Реализация механизма рефлексии встроенными средствами языка С++

5.4 Описание графического ядра

5.5 Описание демонстрационных программ

5.6 Основные выводы по пятой главе

Заключение

Список используемых сокращений и условных обозначений

Список литературы

Приложение А_Ключевые понятия предметной области

Приложение Б Программная реализация алгоритма триангуляции

Приложение В Псевдокод алгоритма адаптации выбора уровней детализации

Приложение Г Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ