论文内容及结构
本论文的主要内容是针对QSplat的压缩显示算法进行优化性设计和编程验证，至于三维数据的获取以及数据的转化和压缩将不在本文研究范围内。其对基于QSplat系统的绘制算法的论述主要包括以下几个方面：
图1-1 QSplat绘制算法的工作步骤
第二章，首先通过与其他绘制技术相比较的方法，对基于点的绘制技术的原理、特点和主要方法进行了分析和总结，然后对大规模点绘制系统QSplat作了简要的介绍，并引出本设计的基本方案。第三章的主要介绍了本系统所采用的数据结构及其获取和建模方法。之后在第四章对本设计的核心部分—基于QSplat的绘制算法做了详细的论述。第五章则论述了对第四章算法的实现方法：用VC++和OpenGL函数库进行编程，并对程序的运行结果进行了分析和总结。在论文的最后，对实现大规模三维数据集的高速处理和高度复杂场景的实绘制进行了总结和展望。
本文在大规模点绘制系统 QSplat的基础上，针对QSplat的压缩显示算法进行了优化性设计和编程验证，如增加点的形状选择以及对重叠点进行融合，在一定程度上解决了QSplat在显示三维图形时缺乏真实感和视觉走样问题，即使在运行速度较慢的PC机上，也能够较好的处理大规模三维点云数据并实现高度复杂场景的实时交互绘制。本文在基于QSplat的三维点云数据显示方面做了以下工作：
1、层次包围球树型结构的研究和应用。QSplat文件的数据结构是一种具有的多分辨率细节层次结构的树形层次包围球，它是由大规模点云数据压缩转化获得的，具有数据体积小、层次多、运算快等优点。本文就是针对这种数据结构进行了可见性选择、多层次细节控制、实时绘制等算法的设计。
2、基于QSplat的绘制算法设计。本文在QSplat的压缩显示算法的基础上进行了算法验证和优化性设计，算法包括可见性判断、递归判断与多层次细节控制、绘制Splat等步骤，并在绘制Splat时加入了形状选择和重叠点融和的算法，从而提高了系统的反走样能力和绘制结果的真实感。
3、基于VC++和OpenGL的程序设计。本文用VC++语言和OpenGL函数库，对所设计的算法一一进行了编程和实现。由于调用了强大的OpenGL图形函数库，使程序具有良好的可移植性，可以在任何平台上快速的启动运行。
4、实验与结果分析。本文最后对设计的系统进行了调试和实验，结果表明，本系统适于大规模三维点云数据的快速绘制，即使在普通PC机上也能流畅高效的完成绘制、旋转、 放大等功能。
当然本设计还存在很多不足之处，需要在以下方面做出进一步的改进和完善：
1、绘制质量有待提高。当模型数据量较小时，本系统的绘制结果远不及其他三维绘制系，如基于PLY文件的系统。因此可以加入自适应功能，对不同的模型或模型的不同部分自动地采用不同的细节层次和适宜的绘制模式，从而提高绘制质量。
2、应用范围有待拓展。目前该系统的可用模型十分有限，一般为大规模的雕塑三维扫描数据模型。如能结合医学成像技术中的体绘制技术，将系统用于医学影像的三维实时显示，那么本系统将显示出巨大的潜力。
Tags：
