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面向高精度大规模三维场景的渲染优化技术研究与实现

发布时间: 2021-11-11
截止日期:2021-12-20

价格 双方协商

地区： 云南省 昆明市 盘龙区

需求方： 北京***究院

行业领域

科学研究和技术服务业

需求背景

伴随着现代计算机软硬件技术的发展，浏览器性能有了极大的提高，尤其是面向Web端开发的图形接口的出现，使浏览器能够调用渲染管线绘制复杂的三维模型，因此可以满足用户在Web端漫游三维场景。随着三维场景中模型数量的增加以及纹理贴图精度的提高，受限于浏览器缓存能力，计算性能，以及网络带宽的限制，如果不对三维场景进行相应优化，那么渲染帧率以及交互帧率会受到影响，甚至无法将本地端高精度大规模的三维场景应用于Web端。传统的方法是通过使用八叉树空间划分的方式，粗略的获得部分可见信息集，并通过降低纹理分辨率以使最后的帧率达到最低标准值。研究一种可以快速且准确获取当前视点潜在可见集的方法，并对纹理贴图进行进一步优化，以减少从服务器上下载非必要模型的数量以及模型容量，对渲染高精度大规模三维场景具有重要的理论和现实意义。

需解决的主要技术难题

高精度大规模三维场景渲染技术问题包括：

（1）由于设备存储资源有限，无法将场景中的所有模型一次性加载到内存中进行渲染，并且在视点固定的情况下，存在模型与模型之间的遮挡关系，有大量模型无需进行下载，这就需要优化算法提前获得渐进式传输中的最优模型信息。

（2）由于追求高质量的画面，模型中会使用分辨率更高的纹理贴图，高质量的贴图同样对设备的存储和处理能力提出了挑战，这就需要在不影响最终画面质量的前提条件下，对模型使用的纹理进行无损或者极小损失的压缩，对纹理压缩算法的实现提出了更高的要求。

期望实现的主要技术目标

（1）获取场景单元CPVS数据的精度达到人工标记的程度，算法执行时间花费需要与三维场景中的模型数量成正比。

（2）优化后的纹理贴图压缩率应低于图像压缩格式的10%，峰值信噪比应高于30dB，最终渲染效果优于传统的纹理贴图渲染效果。

（2）大规模三维场景在浏览器端的渲染帧率稳定在30帧，并且不出现跳帧的现象，首次场景加载时长小于用户最大等待时长20s。