基于OGRE的海量三维模型动态调度技术的研究与实现_硕士学位论文.docx
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1、基于OGRE的海量三维模型动态调度技术的研究与实现全日制工程硕士学位论文基于OGRE的海量三维模型动态调度技术的研究与实现工程领域 计算机技术GRE的海量三维模型动态调度技术的研究与实现摘要虚拟现实(VR)是一个新兴的计算机技术,广泛运用于各个行业,为人们的生活带来了极大的改变和方便。在运用VR技术的时候,如果遇到大规模场景,海量的三维模型显示导致计算机的运算速度大大下降,对硬件提出了极高的要求。OGRE (Object-Oriented Graphics Rendering Engine)是一个面向对象的三维渲染引擎,同时支持Direct3D和OpenGL,主要面向游戏场景。但是OGRE中对
2、于海量三维模型的管理能力显得较为不足,不能很好的实现海量三维模型的动态调度。OGRE在管理场景的时候,是以资源组的方式统一加载卸载,不能以单个模型作为加载卸载的单位,这样第一不能很好的把离开当前窗口的物体从内存卸载掉,第二会把当前区域所有细节层次的模型数据全部放于内存中,使得内存不堪重负。所以本论文重点解决这些问题,首先实现以单个模型为单位的动态加载卸载,并且实现了预加载,解决了模型“突现”的问题,然后能对离幵窗口的模型进行判断,过期的模型进行删除,对于采用多个细节层次的情况,没有用到的细节层次模型也会从内存卸载。DatabasePager是动态数据库技术,用来缓解内存压力,能够自动加载卸载需
3、要的数据。LOD技术能缓解渲染压力。PagedLOD技术是结合LOD和DatabasePager技术,能同时缓解渲染和内存的压力。能够根据距离选择不同细节层次的模型,然后也能判断出没有用到的细节层次模型和当前窗口外的模型,通知DatabasePager进行卸载判断。文重点研究DatabasePager、PagedLOD等动态管理技术,将其实现到了 OGRE当中。最终实验采用了大量的三维模型,实现了海量三维模型的动态调度。关键词:虚拟现实大规模场景海量三维模型动态调度 OGREDatabasePager PagedLODiind Implementation Of Dynamic Schedul
4、ing Technique OfMassive Three-Dimensional Models Based On OGREABSTRACTVirtual reality (VR) is an emerging computer technology, widely used invarious industries, and peoples lives changed dramatically and convenience. Ifyou encounter a large-scale scenes, the use of VR technology, the massivethree-di
5、mensional model of the computers processing speed is greatly decreasedand raised extreme demands on the hardware. OGRE (Object-Oriented GraphicsRendering, Engine) is an object-oriented 3D rendering engine that supports bothDirect3D and OpenGL, mainly for the game scene.But OGRE mass management capab
6、ilities of three-dimensional model seemsto be rather inadequate, can not realize the three-dimensional model of thedynamic scheduling well. When OGRE managing scene, the resource group isthe loading and unloading unit, not a single model, so that firstly it can notunload the outside current window o
7、bjects from memory well and secondly thedetails of the region-level model of data is all load in the memory, making thememory overwhelmed. This thesis is focused on solving these problems, firstrealization is making a single model as the dynamic loading and unloading unit,and it can preload. It solv
8、ed the problem of suddenly show.When the modelleaves the window, it can be judged, it can be deleted when it is expired. For thecase of multiple levels of detail, the level of detail model not using will bein广西大学学位论文原创性和使用授权声明本人声明所呈交的论文,是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除已特别加以标注和致谢的地方外,论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的
9、研究成果,也不包含本人或他人为获得广西大学或其它单位的学位而使用过的材料。与我一同工作的同事对本论文的研究工作所做的贡献均已在论文中作了明确说明。本人在导师指导下所完成的学位论文及相关的职务作品,知识产权归属广西大学。本人授权广西大学拥有学位论文的部分使用权,即:学校有权保存并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播,可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本学位论文属于:口保密,在 年解密后适用授权。密。(请在以上相应方框内打“ V”)论文作者签名:曰期:指导教师签名:日期作者联系电话:电子
10、邮箱:d from memory.DatabasePager is a dynamic database technology which used to alleviate thememory pressure, it can load or unload data automatically. LOD technology canease the rendering pressure. PagedLOD technology is a combination of LODand Databasepager, it can both relieve the pressure of the r
11、endering and memory.With PagedLOD technology, models of different levels of detail can be selectedaccording to the distance, and it can also determine the level of detail modelsthat not using, the models outside the window, then it notify DatabasePager tobegin unload judgment.This paper focuses on D
12、atabasePager, PagedLOD dynamic managementtechniques, applied to the OGRE.The final test using a large number ofthree-dimensional models, it can dynamic schedule the massivethree-dimensional models.KEY WORDS: Virtual Reality; Large-scale scenes; Massive three-dimensionalmodel; Dynamic scheduling; OGR
13、E; DatabasePager; PagedLOD硕士学位论文基于OGRE的海量三维模型动态调度技术的研究Lj实现第一章绪言虚拟现实(VR)是一个新兴的计算机技术,广泛运用于各个行业,为人们的生活带来了极大的改变和方便。它通过计算机的高速计算和存储能力来模拟现实中的场景,具有高效、便利、低成本等等优点。在运用VR技术的时候,如果遇到大规模场景,海量的三维模型显示导致计算机的运算速度大大下降,对硬件提出了极高的要求。OGRE (Object-Oriented Graphics Rendering Engine)是一个面向对象的三维值染引擎,同时支持Direct3D和OpenGL,主要面向游戏场
14、景。OGRE在文档一致性、资源管理模式、完善的动画系统以及阴影系统等方面具有一定的优势。但是OGRE中对于海量三维模型的管理能力显得较为不足,不能很好的实现海量三维模型的动态调度。OGRE在管理场景的时候,是以资源组的方式统一加载卸载,不能以单个模型作为加载卸载的单位,这样第一不能很好的把离开当前窗口的物体从内存卸载掉,第二会把当前区域所有细节层次的模型数据全部放于内存中,使得内存不堪重负。所以本论文重点解决这些问题,首先实现以单个模型为单位的动态加载卸载,并且实现了预加载,解决了模型“突现”的问题,然后能对离幵窗口的模型进行判断,过期的模型进行删除,对于采用多个细节层次的情况,没有用到的细节
15、层次模型也会从内存卸载。DatabasePager是动态数据库技术,能够自动加载卸载需要的数据。PagedLOD技术是结合LOD和DatabasePager技术,能够根据距离选择不同细节层次的模型,然后也能判断出没有用到的细节层次模型和当前窗口外的模型,通知DatabasePager进行卸载判断。本文重点研究DatabasePager、PagedLOD等动态管理技术,将其实现到OGRE当中。1 1研究意义1)城市规划部门的应用需要城市规划部门在进行规划的同时,希望能用软件来辅助进行规划,尤其是虚拟现实的软件,虚拟现实技术将很好的把图形、模型显示在计算机上,并且能进行方便、快速的处理,非常的直观
16、,而且改动起来也非常的方便。以前人们只能用笔和1tabasePager 原理3.1.1DatabasePager动态数据库简介3.1.2DatabasePager 的主要工作3.1.3DatabasePager中的删除数据的判断原理.3.1.4DatabasePager 的基本结构3.1.5DatabasePager 独立测试程序3.2动态调度技术在OGRE中的实现3.2.1准备工作3.2.2DatabasePager 在 OGRE 里的实现3.2.3线程在 OgreDatabasePager 里的实现3.2.4模型进入场景预加载功能的实现3.2.5工作原理图3.2.6核心功能测试程序第四章基
17、于OGRE的PagedLOD技术的研究与实现4.1弓丨言4.2LOD基本原理4.3PagedLOD基本原理4.3.1PagedLOD 简介4.3.2PagedLOD 类结构4.3.3PagedLOD 用法4.4PagedLOD技术在OGRE中的实现4.4.1添加 PagedLOD 节点4.4.2PagedLOD中LOD技术的实现4.4.3PagedLOD 与 DatabasePager 的结合4.4.4PagedLOD 的实现4.5实验结果对比第五章总结与展望参考文献a m攻读硕士学位期间参加的科研项目日制工程硕士学位论文基于OGRE的海量三维模型动态调度技术的研究与实现纸,画起来不方便,修改
18、起来麻烦,效率也很低下,并且是静态的,不能动态的进行处理。在展示的时候不能很直观的展示给客户。如果用了虚拟现实技术,将能很好的解决这些问题,能动态的展示规划效果,更加直观,更加詢丽。如果只用OGRE,虽然在這染效果和文档一致性上能够发挥OGRE的优点,可惜遇到大场景的时候,OGRE的处理能力略显不足,无法高效管理海量的三维模型。如果能弥补OGRE的这个缺陷,把其他地方现有的动态管理技术运用到OGRE中去,那么将具有重要的现实意义。2)三维地图展示与应用的需要随着计算机的发展,使人们在电脑上观赏和使用三维地图成为可能。但是三维地图相比于原始的二维平面地图来说,数据量巨大,普通的计算机无法承载,或
19、许能装下一个小区,但是一个城市、一个省、一个国家、甚至一个地球的时候将手足无措。所以还是需要应用数学方法,提高软件效率来解决此类问题。OGRE的处理能力较为不足,只能以资源组的方式统一加载卸载资源,不能以单个模型为加载卸载的对象,不能很流畅的在巨大的三维场景中漫游,所以要想办法把更加先进的动态调度技术应用到OGRE当中。3)游戏开发部门的应用需要游戏作为新兴产业,自出现起就吸引了全世界的眼球,尤其是青少年,它的娱乐性、直观性、高效性、方便性让人欲罢不能,逐渐成为人们的主要娱乐休闲活动。OGRE引擎对于游戏的幵发还是非常有用的,有很多游戏中会用到的实用技术。但是游戏不乏有大型场景,比如说模拟飞行
20、游戏,驾驶飞机在高空飞行的时候,视野是很幵阔的,如果用OGRE,显示不了视野内的全部场景,你将会看到地图的边界,这非常影响视觉效果,并且会把场景中所有细节层次的模型全都加载进内存。如果能把先进的动态管理技术运用到OGRE当中来,既能处理海量模型,又能发挥OGRE针对游戏的长处,将具有很重要的现实意义。4)电子竞技运动项目的需要来源于电脑游戏而又高于游戏的电子竞技运动,是新时代产生的一种新兴的体2程硕士学位论文基于OGRE的海量三维模型动态调度技术的研究与实现育运动,已经被国家体育局列为第99个运动项目,孕育而生一系列的电子竞技比赛、联赛,专业的电子竞技运动员等等。这种运动主要是通过电脑软件硬件
21、来进行比赛,尤其是虚拟现实的软件,比如虚拟足球比赛、虚拟赛车比赛,运动员通过操作电脑来模拟进行踢球、赛车等等,相对于传统的体育项目来说,电子竞技更强调智慧、思维、心里素质等能力。OGRE比较适合开发电子竞技项目的软件,如果能提升OGRE处理大场景的能力,将更好的提高这类软件的效率。5)动画制作部门的应用需要各种经典的3D动画深深地感动着每一个欣赏中的观众。计算机的出现让动画制作显得方便了很多,以前的动画是画师一笔一笔的画,效率非常低下,计算机的快速处理能力能产生连续的动作效果,能只用构建场景一次就能多次多角度使用。超大场景对计算机的硬件要求比较高,毕竟硬件的处理能力是有限的,如果能用软件思想来
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