【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及三維可視化施工，更具體地，涉及一種復雜模型輕量化方法及其在郵輪裝飾工程建模的應用。
技術介紹
1、借助三維可視化的技術手段，在最接近實際施工現場情況的條件下，可完成現場施工的模擬場景構建，從而使得建筑項目施工過程中的現場整體環境可以更高效地進行規劃與布設，并在動態還原的過程中，補充材料與設備的動量變化條件，推動項目的優化管理，使施工操作的合理性得到維護。三維可視化施工模擬動畫的制作前提是建立工程模型。
2、對于一艘大型郵輪，由于郵輪內外部的空間復雜，多功能、多區塊、錯層交叉功能空間分區多，人員動線復雜，為了優化平面空間、立體空間布局，需要在施工前期進行內部空間的模擬。h1508?為國產首艘大型郵輪，h1508郵輪的各功能分區模型、各專業模型、船體結構模型體量特別巨大，其模型零件數量達到了2500?余萬個，20000?余配套設備模型、136個模型系統，再加上郵輪結構、造型、完成面的曲面之多超出想象，其整體模型的mesh網格數量以億計，這樣的高模運行需要挑戰高配置計算機的性能極限，無法流暢地對模型進行深化應用，例如交互式的郵輪高模可視化程序在電腦上運行的時候畫面的幀率達不到實時渲染的流暢性要求。因此，高模的輕量化處理是亟待攻克的技術難關。然而，在對郵輪各區位模型在直接減面后，涉及到曲面的模型布線分段數的減少，造成了曲面模型的平滑度受到了嚴重的影響，曲面模型的可視化效果完全不能滿足最終的應用需求。如何平衡高模最終的可視化效果和性能開銷是一個亟待解決的技術問題。
技術實現思路
1、針對現有技術的上述缺陷，本專利技術提供了一種復雜模型輕量化方法及其在郵輪裝飾工程建模的應用，通過基于幾何誤差的邊緣折疊算法實施減面，算法執行效率較高，實現保留細節的同時大幅度地減少網格數量，再通過獨特的分組渲染和原始模型法線貼圖的映射，增強了網格在減面后視覺效果。此外，本專利技術特別適合于大型郵輪裝飾工程的建模，以支撐大型郵輪三維可視化模型實時渲染的良好視覺效果。
2、為實現上述目的，一方面，本專利技術提供一種復雜模型輕量化方法，包括以下步驟：
3、步驟s1、提取高模的所有細節的法線貼圖；
4、步驟s2、對模型進行頂點和幾何拓撲結構解析；
5、步驟s3、基于頂點解析結果和原始網格的邊緣輪廓，對高模進行基于幾何誤差的邊緣折疊算法計算得到輕量化模型；
6、步驟s4、通過計算連續網格的法線方向夾角對網格進行二次分組：連續網格的法線夾角小于20°分為同一個組；
7、步驟s5、對同一個組的網格進行相同采樣的光照和陰影渲染著色，以實現平滑的弧形過度視覺效果；
8、步驟s6、將步驟s1得到的法線貼圖映射至所述輕量化模型。
9、進一步地，所述步驟s3中邊緣折疊算法基于切線坐標系的定位原則，采用二次誤差度量算法，對模型進行減面優化：計算每個頂點的誤差二次型矩陣，建立優先隊列，按誤差度量排序，通過基于切線坐標系的邊緣折疊精確地確定新頂點的位置。
10、進一步地，所述步驟s3中將邊折疊的誤差定義為新頂點到一組平面距離的平方和，這組平面集合是和折疊邊的兩個頂點相關的原始模型的平面。
11、進一步地，所述步驟s5采用pbr物理渲染技術，結合網格分組進行真實的現場效果還原。pbr（physically?based?rendering）為物理基礎渲染技術，旨在通過模擬真實的光照和材質特性來實現更為真實的渲染效果。
12、進一步地，所述步驟s6中先對模型進行uv展開與紋理的坐標映射，再將法線貼圖添加至pbr材質的bump通道中。bump通道是一種紋理處理技術，具體的是一種凸凹貼圖技術，指在材質通道中加入法線貼圖或高度貼圖，增強物體表面的細節感，使其在光照下呈現凹凸不平的效果。
13、另一方面，本專利技術提供一種復雜模型輕量化方法在郵輪裝飾工程建模的應用，采用上述的復雜模型輕量化方法進行郵輪裝飾工程三維可視化建模。
14、與現有技術相比，本專利技術具有以下技術效果：
15、（1）本專利技術采用基于幾何誤差的邊緣折疊算法實施減面，算法執行效率較高，實現保留細節的同時大幅度地減少網格數量。
16、（2）本專利技術通過計算連續網格的法線方向夾角對網格進行二次分組，根據組別渲染，有效解決了網格在減面后視覺效果上的多邊形折線感，使得本專利技術在大幅度減少高模面數的同時，在視覺上又保留了高模的視覺效果，且極大降低了計算機性能開銷。
17、（3）本專利技術結合分組渲染和法線貼圖烘焙，在模型輕量化的同時，盡可能多地保留了高模的視覺效果。
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1.一種復雜模型輕量化方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種復雜模型輕量化方法，其特征在于，所述步驟S3中邊緣折疊算法基于切線坐標系的定位原則，采用二次誤差度量算法，對模型進行減面優化：計算每個頂點的誤差二次型矩陣，建立優先隊列，按誤差度量排序，通過基于切線坐標系的邊緣折疊精確地確定新頂點的位置。
3.根據權利要求2所述的一種復雜模型輕量化方法，其特征在于，所述步驟S3中將邊折疊的誤差定義為新頂點到一組平面距離的平方和，這組平面集合是和折疊邊的兩個頂點相關的原始模型的平面。
4.根據權利要求1所述的一種復雜模型輕量化方法，其特征在于，所述步驟S5采用PBR物理渲染技術，結合網格分組進行真實的現場效果還原。
5.根據權利要求1所述的一種復雜模型輕量化方法，其特征在于，所述步驟S6中先對模型進行UV展開與紋理的坐標映射，再將法線貼圖添加至PBR材質的Bump通道中。
6.復雜模型輕量化方法在郵輪裝飾工程建模的應用，其特征在于，采用如權利要求1至4任一項所述的復雜模型輕量化方法進行郵輪裝飾工程三維可視化
...【技術特征摘要】
1.一種復雜模型輕量化方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種復雜模型輕量化方法，其特征在于，所述步驟s3中邊緣折疊算法基于切線坐標系的定位原則，采用二次誤差度量算法，對模型進行減面優化：計算每個頂點的誤差二次型矩陣，建立優先隊列，按誤差度量排序，通過基于切線坐標系的邊緣折疊精確地確定新頂點的位置。
3.根據權利要求2所述的一種復雜模型輕量化方法，其特征在于，所述步驟s3中將邊折疊的誤差定義為新頂點到一組平面距離的平方和，這組平面集合是和折疊邊的兩個...
【專利技術屬性】
技術研發人員：連珍，朱思行，王震東，洪瀟，管文超，李騁，施支鴻，
申請(專利權)人：上海市建筑裝飾工程集團有限公司，
類型：發明
國別省市：
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