虚拟校园漫游系统优化算法研究(2)

　　从以下几个方面对纹理数据进行优化：

　　1)纹理大小的合理确定．纹理大小应根据图形加速卡性能、运行系统的内存及人的视觉生理特性等合理确定．为有效节省内存，虚拟校园中所用纹理多数是512×512或更小．高分辨率的纹理只有当虚拟场景需近距离观看时才使用．

　　2)纹理内部格式分辨率的优化配置．纹理内部格式分辨率决定了如何改变纹理数据各颜色分量的字节配置，以得到不同格式纹理在诸如性能、效率或图像质量等方面的不同效果．虚拟校园中的纹理数据做了如下的优化处理：为节省内存 ，将源数据采集效果较好 的多数 RGB文件 内部 格式分 配为 TX— RGB一5，RGBA文件的内部格式分配为 TX—RGBA一4；有些纹理数据因为采集效果不理想，为保证图像质量，将其内部格式设定为 TX—RGB一12．

　　3)子纹理的运用．虚拟校园中有些表面的纹理细节差别较小，如不同路段的路面纹理等，采用子纹理进行处理，既避免了明显的雷同，又节省了内存．

　　3  漫游引擎子系统的优化

　　3．1  建立一个好 的层次结构库

　　由于建立的模型的各个部分在层次图中分别对应一块面板，实时漫游系统将通过层次结构图来展示数据库组成，一个有序的、有条理的层次结构图将使您的模型在实时漫游系统中以最快的速度和最正确的方式显示出来．层次结构库也是一个可视化的数据结构库．这种结构像一棵倒立的大树，根在最上面，树枝、树叶在下面．它将展示出模型的结构组织，各个组成部分以小面板的形式按照一种或多种树形结构排列，这样的方式十分有利于模型的修改．通过在层次结构图中用鼠标点击并拖动小面板来编辑任意一个面，例如，单击便可编辑视图中的任一模型结构体，双击便可得到或修改结构体的属性．而且由于面在组中或实体中时按从左到右的顺序排列，如果其中有一部分是按错误的顺序排列，可以左移或右移面板来调整它们的顺序．在显示时，对于任意一点，Z—buffer将计算这一点附近所有物体到屏幕的距离 ，最近的物体的颜色将被赋给这一点，从而防止在建立面时需要对面进行转换或排序．另外，好的层次结构库能够更加方便地用于场景的挑选．换句话说，此虚拟场景结构可以根据当前视点来挑选场景中的哪一部分是可以看到的．在渲染开始时，对不可视的几何体元素不予处理，从而加强虚拟现实场景的渲染阶段的性能．

　　3．2 立体显示技术

　　立体显示对于实现虚拟现实的沉浸感是十分重要的，对立体显示的图像可以通过头盔、液晶光阀眼镜等观察获得沉浸感．立体视觉模型要求对2个视点分别进行计算，生成左眼和右眼视图．这时需要2个投影 中心．根据投影面、人眼以及观察对象之间的相对位置，可有负视差、正视差之分．下面以负视差为例，根据透视原理进行如下推导计算：设2眼距离为2 half—eye，若将之间的线段的中点定义为坐标系的原点，该线段位于中轴上，轴与投影平面垂直，使用右手系建立一个三维坐标系．2眼的坐标分别为(half-eye，0，0)、(一half-eye，0，0)，设物体点坐标为，物体离视点的距离是 0distance，投影平面距视点的距离为．从 2眼分别看该物体投影点，在投影平面上该物体投影点的坐标分别为：其中 为了方便计算投影点的坐标，选用右眼的位置作坐标原点，经计算可得到

　　同理可得到  ，Y ．当计算左画面时，r  为正值；计算右画面时，rhalf-eye为负值．产生出立体图像对以后，使用头盔或立体眼镜观察时让每只眼睛只能看到立体图像对中的一幅图像，这样就能给人以立体的感受．

　　纹理映射技术是近几年来发展最快的技术之一，广泛应用 于三维真实感 图形 的生成与显 示中…J．运用纹理映射可以方便地制作真实感图形而不用花更多的时间去考虑物体的表面细节 ，纹理映射的本质是对三维物体进行二维参数化，即先求得三维物体表面上任一点的二维参数值，进而得到该点的纹理值，最终生成三维图形表面上的纹理图案．在光滑曲面上添加纹理图案的核心问题是映射，因此纹理问题可以简化为从一个坐标系到另一个坐标系的变换．其中至少涉及 2个映射，一个是从纹理空间到景物空间，有时也称为曲面参数化；第 2个映射是从景物空间到图像(屏幕)空间，即取景变换．通常，这2个变换被合成为一个变换．下面讲述如何在绘制三维场景时使用纹理映射技术．

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