專利名稱：基于模型簡化和多分辨率表示的虛擬商務(wù)場(chǎng)景優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及虛擬商務(wù)場(chǎng)景優(yōu)化方法，特別涉及基于模型簡化和多分辨率表 示的虛擬商務(wù)場(chǎng)景優(yōu)化方法。
背景技術(shù)：
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)最早被認(rèn)為是一種技術(shù)進(jìn)步，它通過數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)設(shè)備， 溶入了人體各種感覺，如視覺、聽覺、觸覺等。
幾年前，虛擬現(xiàn)實(shí)開始運(yùn)用到電子商務(wù)。它是一種建立在日本零售業(yè)上的 應(yīng)用，是為了滿足在東京的擁有小居室的消費(fèi)者選購廚房以及各種家具等而設(shè)
計(jì)的。用戶可以將他們關(guān)于對(duì)建筑風(fēng)格的設(shè)想代入Matsushita商店，隨后，他 們的家用虛擬廚具則被展現(xiàn)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。1997年在德國法蘭克的IAA汽 車展上，Mercedes — Benz介紹了虛擬汽車仿制品，展示了技術(shù)水平很高的模型。 該仿制品允許用戶手持屏幕并自由選擇物體的顏色等屬性。這個(gè)虛擬展示是由 Fraunhofer IAO與Milanese建筑設(shè)計(jì)規(guī)劃局De Lucchi共同創(chuàng)立的,其宗旨是為 室內(nèi)家具制造商提供一個(gè)產(chǎn)品展示的新方法。
Virtual Shopping Mall(VSM)，作為一種原型系統(tǒng)，允許用戶在商城中瀏覽 時(shí)從現(xiàn)有的幾個(gè)虛擬人中能夠選擇替代自己的角色。這個(gè)虛擬商城實(shí)現(xiàn)了基于 VRML和Java共享的虛擬環(huán)境。當(dāng)用戶連接到服務(wù)器后，就能與其它用戶聊天， 在虛擬商城中漫游。另一個(gè)VR—Shop，作為一種三維在線的虛擬購物環(huán)境的 安裝演示，是基于BlaxxunVRML多用戶技術(shù)進(jìn)行構(gòu)建的，它能夠提供高級(jí)的 可視界面。虛擬商城能使公司為他們的客戶提供一個(gè)完整而高效的服務(wù)解決方 案，客戶可以更快、更好的方式進(jìn)行交流和進(jìn)入市場(chǎng)進(jìn)行商業(yè)交易。在ATLAS 項(xiàng)目的資助下，韓國信息和通信大學(xué)的CDSN實(shí)驗(yàn)室開發(fā)出了一個(gè)三維共享的 虛擬商城，其主要目的是為分布式虛擬環(huán)境設(shè)計(jì)和建立一個(gè)大型的網(wǎng)絡(luò)框架工 程。此外，國外一些其它的網(wǎng)站也正在建立具有交互性的三維見面的虛擬商
城，如Cyertown的www.cybertown.com , Eluxury的www.eluxury.com ,FAO Schwarz的www.fao.com游戲室，允許用戶觀察產(chǎn)品的虛擬化身。
國內(nèi)，已有幾家公司從事了能源開采、工業(yè)控制、園區(qū)規(guī)劃、城市管理、 旅游開發(fā)等項(xiàng)目，但發(fā)展很不平衡，特別是在教育、文化、商貿(mào)領(lǐng)域還有巨大 缺口無法適應(yīng)國內(nèi)的發(fā)展要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種逼真、智 能化的、具有可交互性的分布式三維可視環(huán)境的基于模型簡化和多分辨率表示的 虛擬商務(wù)場(chǎng)景優(yōu)化方法。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)基于模型簡化和多分辨率表 示的虛擬商務(wù)場(chǎng)景優(yōu)化方法，其特征在于，所述的模型簡化和多分辨率表示為 通過降低場(chǎng)景的復(fù)雜度，即降低圖形系統(tǒng)需處理的多邊形數(shù)目來提高繪制速 度，該方法包括以下步驟
(1) 多層次細(xì)節(jié)選擇
所述的多層次細(xì)節(jié)選擇，即為每個(gè)物體建立多個(gè)相似的模型，不同模型對(duì)
物體的細(xì)節(jié)描述不同，對(duì)物體細(xì)節(jié)的描述越精確，模型也越復(fù)雜；根據(jù)物體在 屏幕上所占區(qū)域大小及用戶視點(diǎn)等因素，為各物體選擇不同的細(xì)節(jié)模型，從而 減少需顯示的多邊形數(shù)目；
(2) 場(chǎng)景分塊
一個(gè)復(fù)雜的場(chǎng)景可被劃分成多個(gè)場(chǎng)景，各個(gè)場(chǎng)景之間可見、不可見或完全 不可見，系統(tǒng)就能有效地減少在任一時(shí)刻需顯示的多邊形數(shù)目，從而有效地降 低了場(chǎng)景復(fù)雜度；
(3) 可見消隱
所述的可見消隱與用戶的視點(diǎn)關(guān)系密切，系統(tǒng)僅顯示用戶當(dāng)前能"看見" 的場(chǎng)景，當(dāng)用戶僅能看到場(chǎng)景的很少一部分時(shí)，由于系統(tǒng)僅顯示相應(yīng)場(chǎng)景，從 而大大減少了需顯示的多邊形數(shù)目。
所述的多層次細(xì)節(jié)選擇不僅可用于封閉空間模型，也可用于開放空間模型。所述的場(chǎng)景分塊僅對(duì)封閉空間有效，且僅與用戶所處場(chǎng)景位置有關(guān)。
所述的步驟(1)、步驟(2)、步驟(3)順序可任意調(diào)換。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可以提供逼真、智能化的、具有可交互性的分布式 三維可視環(huán)境，可以利用虛擬產(chǎn)品替代真實(shí)產(chǎn)品，通過有效的交互手段理解顧客 需求，提高顧客滿意度，為社會(huì)、為廠商創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。
具體實(shí)施例方式
虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言(VRML)是描述虛擬環(huán)境中場(chǎng)景的一中標(biāo)準(zhǔn)，利用它 可在Internet上建立交互式三維多媒體虛擬世界。而BS Contact(http:〃www.bitmanagement.com)是目前最流行的免費(fèi)VRML瀏覽器。 Bitmanagement SDK提供了功能強(qiáng)大的擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)。因此本項(xiàng)目采用 BitmanagementSDK來構(gòu)建網(wǎng)上實(shí)時(shí)互動(dòng)的、可定制的、智能的虛擬商務(wù)網(wǎng)上 平臺(tái)。內(nèi)容如下
(1) 基于BitmanagementSDK提供的擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)，構(gòu)造進(jìn)行以下研究
a、 大規(guī)模虛擬展會(huì)場(chǎng)景(展廳、展臺(tái)、展品)的實(shí)時(shí)繪制算法；
b、 大規(guī)模虛擬展會(huì)場(chǎng)景的海量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸算法；
c、 交互式虛擬產(chǎn)品的協(xié)同設(shè)計(jì)環(huán)境；
d、 虛擬產(chǎn)品評(píng)估系統(tǒng)；
e、 多通道大規(guī)模虛擬場(chǎng)景的立體顯示；
f、 可定制的自組展館。
(2) 對(duì)Bitmanagement SDK的擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)進(jìn)行如下的再擴(kuò)充
a、 基于AIML的智能虛擬化身(虛擬導(dǎo)購、參展者、客戶)的行為動(dòng)畫建
模；
b、 基于圖片的現(xiàn)實(shí)展廳、展館和產(chǎn)品及其廠家的36(T全景展示。
(3) 虛擬展會(huì)系統(tǒng)與展會(huì)智能管理系統(tǒng)以及電子商務(wù)的有機(jī)集成
a、 基于數(shù)據(jù)挖掘的虛擬產(chǎn)品智能檢索；
b、 虛擬網(wǎng)上招商、網(wǎng)上廣告；
c、 智能訂展、展位管理；
d、 智能商業(yè)配對(duì)、商務(wù)撮合、商務(wù)洽談及虛擬現(xiàn)實(shí)項(xiàng)目承接。 對(duì)于計(jì)算機(jī)處理而言，真實(shí)感與真實(shí)性這兩方面是互相制約的。真實(shí)感程度的提高往往是以事實(shí)性的降低為代價(jià)的。如真實(shí)感程度越低，構(gòu)成對(duì)象的多 邊形數(shù)越少，則處理的過程就越短，事實(shí)性越高；而景象描繪的越細(xì)致，復(fù)雜 性越高，人們就越滿意，但事實(shí)性也就越差。為了在保證圖形的實(shí)時(shí)生成速度 的前提下能夠盡可能的提高生成圖像的質(zhì)量，整個(gè)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)界在實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài) 圖形顯示方面一直在做著不懈的努力。目前已被提出來的方法主要可以分為一 下幾大類
(1) 采用并行或分布的手段需要較高的成本，而且還牽涉到具體使用 的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的問題，因此不太容易推廣和普及。
(2) 基于圖像的繪制(Image Based Rendering):要求在改變視點(diǎn)的過程 中，場(chǎng)景保持不動(dòng)。不能準(zhǔn)確差值出高光等細(xì)節(jié)。若要獲得質(zhì)量較高的圖形， 還需要用大量的內(nèi)存盡可能多的預(yù)制圖像。
(3) 模型簡化和多分辨率表示(Multiresolution Modeling):與上面兩個(gè) 方法相比，此方法具有較短的預(yù)處理時(shí)間、需要較少的內(nèi)存空間以及能適用于 動(dòng)態(tài)場(chǎng)景。
基于上述第(3)種方法的優(yōu)點(diǎn)，我們采用該方法來進(jìn)行場(chǎng)景優(yōu)化。通過 降低場(chǎng)景的復(fù)雜度，即降低圖形系統(tǒng)需處理的多邊形數(shù)目來提高繪制速度。根 據(jù)不同場(chǎng)景的不同特點(diǎn)，我們優(yōu)化解決方法是
(1) 多層次細(xì)節(jié)選擇(Level of Detail)
所謂多層次細(xì)節(jié)選擇，即為每個(gè)物體建立多個(gè)相似的模型，不同模型對(duì)物 體的細(xì)節(jié)描述不同。對(duì)物體細(xì)節(jié)的描述越精確，模型也越復(fù)雜。根據(jù)物體在屏 幕上所占區(qū)域大小及用戶視點(diǎn)等因素，為各物體選擇不同的細(xì)節(jié)模型，從而減 少需顯示的多邊形數(shù)目。不僅可用于封閉空間模型，也可用于開放空間模型。 Bitmanagement SDK中的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)LOD節(jié)點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)這一部分的優(yōu)化。
(2) 場(chǎng)景分塊(World Subdivision) 一個(gè)復(fù)雜的場(chǎng)景可被劃分成多個(gè)場(chǎng)景，各個(gè)場(chǎng)景之間可見、不可見或完全
不可見。例如把一個(gè)建筑按房間劃分成多個(gè)子部分。此時(shí)，觀察者在某個(gè)房間 僅能看到房內(nèi)的場(chǎng)景及與門、窗等相連的其它房間。這樣系統(tǒng)就能有效地減少 在任一時(shí)刻需顯示的多邊形數(shù)目，從而有效地降低了場(chǎng)景復(fù)雜度。但是，這種 方法僅對(duì)封閉空間有效，對(duì)開放空間則很難使用這種方法。用Bitmanagement SDK中的擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)可以對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行分塊。這些節(jié)點(diǎn)有TreeGroup、 OctTree、QuadTree、 BspTree、 BspGroup等。
(3)可見消隱(Visibility Culling)
與場(chǎng)景分塊方法不同，這種方法與用戶的視點(diǎn)關(guān)系密切，而前者僅與用戶 所處場(chǎng)景位置有關(guān)。使用這種方法，系統(tǒng)僅顯示用戶當(dāng)前能"看見"的場(chǎng)景， 當(dāng)用戶僅能看到場(chǎng)景的很少一部分時(shí)，由于系統(tǒng)僅顯示相應(yīng)場(chǎng)景，從而大大減 少了需顯示的多邊形數(shù)目。Bitmanagement SDK中Occlusion、 Cell和Portal節(jié) 點(diǎn)就是用可見消隱的方法來實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景優(yōu)化的。
圍繞如何應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，提供逼真、智能化的、具有可交互性的分布 式三維可視環(huán)境，更好的展品，以方便用戶對(duì)展品進(jìn)行選擇、購買、評(píng)估。本 系統(tǒng)與其它系統(tǒng)相比具有以下創(chuàng)新點(diǎn)
(1) 基于Bitmanagement SDK,構(gòu)造網(wǎng)上大規(guī)模虛擬展會(huì)場(chǎng)景實(shí)時(shí)繪制算 法和海量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸算法；
(2) 基于AIML的智能虛擬化身的展會(huì)商業(yè)行為建模；
(3 )基于Bitmanagement SDK和基于圖像的綜合虛擬產(chǎn)品展示。 在目前日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，如何應(yīng)用現(xiàn)代先進(jìn)的信息技術(shù)一改原先傳 統(tǒng)的產(chǎn)品展示模式，利用虛擬產(chǎn)品替代真實(shí)產(chǎn)品，通過有效的交互手段理解顧 客需求，提高顧客滿意度，為社會(huì)、為廠商創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值，已成 為當(dāng)務(wù)之急，它在虛擬商務(wù)方面的應(yīng)用，必將促進(jìn)上海的現(xiàn)代服務(wù)業(yè)。
權(quán)利要求
1.基于模型簡化和多分辨率表示的虛擬商務(wù)場(chǎng)景優(yōu)化方法，其特征在于，所述的模型簡化和多分辨率表示為通過降低場(chǎng)景的復(fù)雜度，即降低圖形系統(tǒng)需處理的多邊形數(shù)目來提高繪制速度，該方法包括以下步驟(1)多層次細(xì)節(jié)選擇所述的多層次細(xì)節(jié)選擇，即為每個(gè)物體建立多個(gè)相似的模型，不同模型對(duì)物體的細(xì)節(jié)描述不同，對(duì)物體細(xì)節(jié)的描述越精確，模型也越復(fù)雜；根據(jù)物體在屏幕上所占區(qū)域大小及用戶視點(diǎn)等因素，為各物體選擇不同的細(xì)節(jié)模型，從而減少需顯示的多邊形數(shù)目；(2)場(chǎng)景分塊一個(gè)復(fù)雜的場(chǎng)景可被劃分成多個(gè)場(chǎng)景，各個(gè)場(chǎng)景之間可見、不可見或完全不可見，系統(tǒng)就能有效地減少在任一時(shí)刻需顯示的多邊形數(shù)目，從而有效地降低了場(chǎng)景復(fù)雜度；(3)可見消隱所述的可見消隱與用戶的視點(diǎn)關(guān)系密切，系統(tǒng)僅顯示用戶當(dāng)前能“看見”的場(chǎng)景，當(dāng)用戶僅能看到場(chǎng)景的很少一部分時(shí)，由于系統(tǒng)僅顯示相應(yīng)場(chǎng)景，從而大大減少了需顯示的多邊形數(shù)目。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模型簡化和多分辨率表示的虛擬商務(wù)場(chǎng)景 優(yōu)化方法，其特征在于，所述的多層次細(xì)節(jié)選擇不僅可用于封閉空間模型，也 可用于開放空間模型。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模型簡化和多分辨率表示的虛擬商務(wù)場(chǎng)景 優(yōu)化方法，其特征在于，所述的場(chǎng)景分塊僅對(duì)封閉空間有效，且僅與用戶所處 場(chǎng)景位置有關(guān)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模型簡化和多分辨率表示的虛擬商務(wù)場(chǎng)景 優(yōu)化方法，其特征在于，所述的步驟(1)、步驟(2)、步驟(3)順序可任意調(diào)換。
全文摘要
本發(fā)明涉及基于模型簡化和多分辨率表示的虛擬商務(wù)場(chǎng)景優(yōu)化方法，所述的模型簡化和多分辨率表示為通過降低場(chǎng)景的復(fù)雜度，即降低圖形系統(tǒng)需處理的多邊形數(shù)目來提高繪制速度，該方法包括以下步驟多層次細(xì)節(jié)選擇；場(chǎng)景分塊；可見消隱。本發(fā)明可以提供逼真、智能化的、具有可交互性的分布式三維可視環(huán)境，可以利用虛擬產(chǎn)品替代真實(shí)產(chǎn)品，通過有效的交互手段理解顧客需求，提高顧客滿意度，為社會(huì)、為廠商創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。
文檔編號(hào)G06T15/00GK101527050SQ20081003441
公開日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2008年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月7日
發(fā)明者胡春陽 申請(qǐng)人:上海顯度數(shù)碼科技有限公司