[发明专利]面向复杂三维CAD模型的海量场景渐进式更新算法

权利要求书

1.面向复杂三维CAD模型的海量场景渐进式更新算法，其特征在于，包括以下设计思路：

(1)构建支持场景在线更新的系统架构；

(2)用不同的文件分别保存场景树数据，模型输入几何数据和简化LOD模型数据；

(3)快速更新整个场景空间索引，使其在绘制加速算法中保持有效；

(4)基于PC多GPU硬件平台的海量三维场景LOD模型并行在线构造技术。

2.根据权利要求1所述的面向复杂三维CAD模型的海量场景渐进式更新算法，其特征在于，所述步骤(1)中，场景并行更新算法流程方面，在外存算法之后插入空间索引动态剖分算法，在可见性剔除算法之后插入并行简化算法；硬件架构方面，本发明采用的并行简化部署方案为：基于一台PC的多GPU并行简化架构。

3.根据权利要求1所述的面向复杂三维CAD模型的海量场景渐进式更新算法，其特征在于，所述步骤(2)中，包括一个支持海量三维模型更新的外存算法，步骤如下：

(a)将外存文件划分为固定大小的块，然后将物体剖分后包围体中的几何数据送入到这些文件块中；

(b)开辟足够大的文件，计算出一个与新加物体距离最近的已有物体集合；

(c)将该集合按照其几何数据所在的文件块分为若干个子集，按照距离建立新加物体与这些文件块的关系，选取关系最为密切的一个文件块来插入新加物体。

4.根据权利要求1所述的面向复杂三维CAD模型的海量场景渐进式更新算法，其特征在于，所属步骤(3)中，在海量三维场景进行更新时，使用结合粗粒度场景BSP与细粒物体BSP的双层BSP场景树结构；进行物体编辑时，物体BSP结构保持不变，仅更新粗粒度的场景BSP；在绘制时，细粒度的物体BSP保证可见性剔除算法的效率，采用lazy update策略对场景BSP进行更新，重构失效的BSP结点。

5.根据权利要求1所述的面向复杂三维CAD模型的海量场景渐进式更新算法，其特征在于，所属步骤(4)中，基于并行简化的海量模型绘制系统是传统的海量模型绘制系统与空间索引动态剖分以及并行简化结合，根据多GPU并行简化硬件平台，在多个简化端中最优的分配简化任务；在场景的空间剖分结构更新完毕之后，在广度上减少了更新结点的基础上，根据当前视点扩大的视域锥剔除、遮挡剔除等可见性判断，从深度上减少当前需要更新LOD模型结点的数量，得到潜在简化集(PSS)，然后对PSS中的LOD模型结点进行简化处理；在已有的基于可见性的绘制系统的基础上，在系统的并行简化任务调度引擎中建立一个简化任务队列，每个简化任务包含有：待简化的空间剖分子树根节点，需要得到简化模型的误差，以及一个简化任务优先级标识，简化任务队列按照简化任务优先级升序排列；在运行时优先级由高到低为：可见物体队列中的未完成LOD模型、PVS队列中未完成的LOD模型、PSS队列中的模型；同时，用LRU算法来判断简化任务结果的使用效率。