《3D建模与渲染的探究与应用探究》开题报告2300字

3D建模与渲染的研究与应用研究开题报告一、选题背景和意义如今，随着计算机三维图形学的发展和计算机技术的提高，3D建模与渲染技术被广泛应用于科学计算、医疗行业、教育媒体和科学研究中。近年来，计算机处理性能、存储容量和网络带宽得到了快速提高，3D建模与渲染得到了广泛应用。自20世纪80年代以来，实时三维真实感场景的显示和交互一直是计算机图形系统关注的焦点，它是三维真实感图形在二维光栅图形显示和交互模式下的发展。它可以与各种计算机新技术、计算机视觉、多媒体娱乐和人工智能技术相结合，可以采用二维、三维甚至多维的输入设备，在多任务、多窗口、网络化的计算环境中实现对对象的直接选择和控制。20世纪90年代初，渲染技术和着色器出现。在虚拟环境等三维图形系统中进行数据采集，用户将处于虚拟的三维场景中，同时必须使用空间球、数据手套等三维图形输入设备，获取包括空间坐标、旋转方向等六个自由度的值。针对当前3D建模与渲染技术中缺乏语义信息获取的问题，本文深入研究了语义3D建模与渲染方法，提出了一系列获取模型高层和低层语义的新技术和模型优化方法，有利于实现模型中丰富的精确几何结构、运动参数和多分辨率网格拓扑，拓展了模型的应用范围，将三维建模系统与运动仿真、三维打印、多分辨率渲染、模型存储等计算机图形学中的诸多应用无缝连接。二、国内外研究进展为了提高渲染系统的渲染速度以及三维海量数据模型的处理和存储，三维模型简化和LOD技术成为近三十年来国内外专家的重要研究热点之一。通过减少3D模型中三角形面片的数量，可以节省渲染系统的渲染时间和成本，并且可以减轻渲染服务器的负担。李建军、李俊山（2011）等人提出了基于特征的LOD模型简化算法以及模型边界和特征的折叠代价函数。陶志良（2022）等人研究了边折的简化方法；钟鸣等人对地形和天空进行了三维模拟，选择了基于LOD的四叉树地形数据格式，在一定程度上优化了网格地形裂缝的加点和跳点方法。秦丽、戴淑玲等人提出了一种分块LOD线性四叉树实时绘制算法。首先对相同大小的数据进行采样，然后结合地形结构和各种缩放因子构建四叉树索引进行地形调度和裂缝消除，以减少CPU处理时间，保证画面的流畅度。周坤（2011）等人结合了二次误差算法和三角形折叠算法；马小虎（2001）等人研究了三角形面片去除模型的简化方法。近年来，3D渲染技术已经逐渐扩展到网络上。用户无需安装任何客户端或插件，即可体验3D渲染技术所带来的效果。这项技术已经成为研究的热点之一。国外组织Khronos在2011年3月的美国游戏大会上首次提出了WebGL标准规范。其技术基于JavascriptAPI和OpenGLES，不同于浏览器的插件和控件，只需要简单的网页代码就可以在浏览器中显示3D图像。现在，WebGL已经嵌入到0pera、Morillia、Safari、Chrome等浏览器中。以展示复杂的3D场景和模型，预计未来会推出相应的网页游戏和模拟页面。HTML5是一个增强的HTML，以前称为Web。三、研究内容1绪论1.1研究背景及意义1.2研究现状1.3研究内容1.4研究方法2基于多视角的3D建模与渲染方法2.1基于多视角的3D建模2.2数字模型2.3单个部件的3D建模与渲染2.4验证系统3系统中的3D建模与渲染3.1系统设计背景3.2系统结构介绍3.3交互渲染模块设计4系统的辅助优化设计4.1遮挡剔除4.2碰撞检测4.3模糊渲染5总结四、研究方法与进度安排1、文献研究法。搜集与3D建模、渲染技术相关的文献，然后进行正面的了解，同时对相关的资料进行整理、分析，了解国内外的发展趋势和研究现状，打好理论基础。2、观察法。观察法是指研究者用自己的感官或者其他的辅助工具，直接观察被研究的对象，可以让人们的观察的过程中，可以拥有新的发现，还可以更好的启发人们的思维。3、逻辑分析法。用逻辑分析措施，在各个方面深入分析研究历程中寻出的问题，分析问题存在的原因，结合所学提出解决问题的对策建议。进度安排：1、2022年11月3日-11月30日毕业论文动员会、收集资料、确定选题、下达任务书;2、2022年12月1日-12月31日撰写完成并上交开题报告;3、2023年1月1日-3月31日进一步收集资料、完善论文提纲，撰写并完成论文初稿(中途要换选题需在2月28日前完成新选题开题报告);4、2023年4月1日-4月20日论文修改，完成第二稿;5、2023年4月21日-4月30日论文修改、完成第三稿并定稿;6、2023年5月1日-5月20日毕业论文答辩;7、2023年5月31日前整理并提交经验收的毕业论文档案资料。五、主要参考文献[1]李明原.三维模型的重建及优化处理[D].郑州大学,2018.[2]李坚.基于交互式渲染的三维模型优化技术研究[D].江苏科技大学,2015.[3]汤伟.基于Unity3D的三维表面重构与渲染技术的实现及应用[D].华东理工大学.[4]刘一明,何晓曦,黄世贤.大规模三维模型加速渲染技术的研究与应用[J].成都信息工程大学报,2021(003):036.[5]盛沛,李健保,刘欣瑜,等.一种三维模型的渲染方法和相关装置:,CN113963103A[P].2022.[6]张迅,吴琦,王尔淅,等."3D建模技术"实现房屋线上设计[J].世纪之星—交流版,2022(15):3.[7]万家乐,车苏晋,王晨.一种三维模型的自动化渲染方法:,CN113920235A[P].2022.[8]廖芳芳,王宇翔,刘富乾,等.一种三维模型的加载渲染处理方法和系统:,CN114663566A[P].2022.[9]赵荣芳.网络客户端3D建模与渲染技术应用研究[D].北京科技大学,2009.[10]周佶,尤翔.3D渲染在城市数字化模型渲染中的应用[J].制造业自动化,2011,33(2):3.[11]张卓,丛洪莲.基于虚拟现实技术的服装3D仿真与应用[J].上海纺织科技,2021,49(5):7.[12]曾瀚磊,张妍,尹萍,等.基于Unity3D的年兽传说游戏设计[J].现代工业经济和信息化,2021(10):77-79.[13]付玲,韩伟.5G时代VR技术在室内设计中的应用探究[J].软件,2022(002):043.[14]SeanWagstaff.Pixels3D5.0功能丰富,价格低廉的3-D建模渲