并行构建与绘制：大型三维网格模型多分辨率技术研究

"大型三维网格模型多分辨率构建与绘制，主要关注如何处理大规模地形数据的交互式绘制。本文是浙江大学计算机科学与技术学院博士张亚萍的研究成果，由石教英教授指导，发表于2010年1月1日。" 在三维图形处理领域，随着三维扫描、CAD（计算机辅助设计）和科学仿真的进步，大型三维网格模型变得越来越常见，这些模型可能包含数百万甚至数十亿的几何图元。多分辨率技术作为加速绘制的重要手段，对于处理如此庞大的模型至关重要。然而，大型三维网格模型的多分辨率构建与绘制面临着内存限制、总线带宽约束和CPU处理能力的挑战。 本文主要贡献和创新点如下： 1. 提出了一种基于外存八叉树的并行构建算法，利用子树任务分割策略和动态构建任务管理，使得大型三维网格模型的多分辨率构建能在多个处理器上并行执行，实现负载平衡，显著提升了构建效率。 2. 设计并实现了基于自适应空间聚类的构建与绘制算法，通过使用适应性八叉树对模型包围盒进行划分，自顶向下构建多分辨率层次结构，保留了模型的细节信息。同时，优化了三角形片段的网格布局，减少了缓存失配，结合视点依赖的细节层次选择和数据预取技术，改善了绘制性能。 3. 开发了基于表面分割的构建与绘制算法，采用了双层次结构，允许以最精细的顶点粒度进行细化，确保了最佳的绘制质量。这种方法尤其适用于拓扑复杂、局部深度差异大的模型。 4. 这些算法的改进不仅提高了构建速度，还兼顾了绘制质量，为大型三维网格模型在有限计算资源下的高效表示提供了新的解决方案，并将这些方法扩展到了网格环境。 通过以上研究，张亚萍博士的工作为处理大型三维网格模型的多分辨率构建与绘制问题提供了新的思路和实用技术，对于三维图形学和相关领域的研究与发展具有重要价值。