题目：面向特征的三维模型简化与压缩递进传输的研究与实现

三维模型被称为是自音频、视频、图像之后的第四种数字媒体形式，随着Internet的普及，使用三维交互技术展示一些三维模型和场景对于增强用户体验的真实感、沉浸感具有重要作用。然而，随着三维数据采集和建模技术的飞速发展，以多边形网格来表示的三维模型其数据量不断增长，这给藏品的数字存储、传输和绘制都带来许多困难，传统简化方法虽可以处理一般的几何模型，但存在无法保持模型拓扑和属性特征、不支持三维场景等问题，因此需要研究如何针对模型特征对三维模型进行简化；另外，传统的网络传输方法需要将三维模型的所有相关数据都下载到客户端之后再进行显示，其不足在于用户等待时间太长，为此需要研究如何制定传输策略，以解决三维模型网络传输的瓶颈限制。 本文以国家自然科学基金重点项目“虚拟奥运博物馆关键技术研究”为背景，研究了一种面向特征的三维模型简化及压缩递进传输方法，主要完成了以下几方面的研究工作：（1）研究了保留特征的三维模型简化算法，在有效地简化几何模型的同时保留了模型原有的拓扑特征和属性特征，如拓扑边界以及颜色、纹理、法向量属性等，扩大了三维模型简化算法的适用范围，增强了模型的表面真实感。（2）研究了递进网格和递进纹理的构造方法及压缩编码方法，减小了三维模型数据量，并为递进传输提供了条件。（3）研究了利用压缩编码和递进网格对三维模型进行递进传输的方法，解决了传统传输方法将模型完全下载之后绘制、响应时间长的问题。（4）设计了面向对象的三维场景视点相关传输策略，合理利用了带宽，加速了场景的实时绘制。 基于上述研究成果，本文开发了以下工具：（1）三维模型简化和编码工具。用户输入约束条件，系统自动生成满足约束条件的简化结果，控制拓扑、属性特征的保留比例，并生成递进文件。（2）基于递进传输的Web3D展示平台。用户通过Web浏览器请求模型，系统以递进传输方式将模型发送到客户端，并提供多种交互功能。 本文将上述研究成果很好地运用于实际项目中：（1）实现了“中国数字博物馆”中的三维模型网络展示，表现了“日月观音”、“P-47战斗机”等模型的逼真效果。（2）为基于远程渲染的三维发布技术提供了模型的前期简化处理。（3）将递进传输技术引入“虚拟奥运博物馆”项目中，提供了对“鸟巢”等三维场景的实时漫游。