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基于八叉树遍历的几何压缩

吴艳  
【摘要】:三维模型的压缩是当前计算机图形学的研究热点之一。随着应用需求的增长,三维模型的规模和复杂度急剧增长,这给模型的存储和在有限带宽的网络上传输带来了很大的困难。因此,研究空间需求小、适合于计算机网络传输的三维模型的表示方法具有十分重要的意义。三维模型的压缩主要包括拓扑压缩和几何压缩。由于压缩数据中的大部分是几何压缩数据,因此高效的几何压缩方法对于提高模型的压缩效率有很重要的作用。针对几何压缩,本文首先对几何压缩技术的发展及其现状进行了综述;然后提出了一种新的渐进几何压缩方法,它比目前国际上最好的渐进几何压缩方法有更高的压缩效率:最后对进一步的工作进行了探讨。 第二章综述几何压缩技术。首先介绍几何压缩的基本流程和几种几何压缩方法的分类原则,然后将几何压缩技术分为基础压缩方法和经过模型变换的压缩方法两大类,分别对这两种方法进行详细的介绍,并讨论各个方法的特点,最后结合我们自身的工作认识对几何压缩技术进行小结和展望。 第三章介绍了我们提出的一种新几何压缩算法:基于八叉树遍历的几何压缩。本章详细介绍了新算法的思路、实现,以及实验结果和贡献。我们的算法通过连续细分包含顶点的节点构造自适应八叉树,然后遍历八叉树生成描述顶点分布的三个比特流,分别指示:一个节点是否包含顶点,一个节点是否只包含一个顶点,以及在一个节点只包含一个顶点的情况下,它哪个子节点包含这个顶点。通过这样三个比特流隐含表示出顶点在空间的坐标位置。最后使用算术编码器对三个比特流进行编码压缩。与当前最好的渐进压缩器相比,我们构造的三个数据流能够显著的减少表达顶点坐标的数据量。并且,其中两个比特流中的‘0/1’出现的概率有一定聚集趋势,这个特点使得它们适合于算术编码器发挥作用,以取得高压缩效率。在几何编码阶段,与目前国际上最好的渐进几何压缩方法相比,新方法能生成更紧凑的表达几何数据的比特流。这为下一步研究高效的压缩方法打下了良好的基础。我们的方法可以处理一般的3维几何模型,而且很容易扩展处理高维模型和外存模型。


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