СПОСОБЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ВОКСЕЛЬНОГО ЛАНДШАФТА ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ СИСТЕМ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ


УДК 004.925.84
doi: 10.26102/2310-6018/2019.24.1.019

В. Д. Шакаев ,А.Г.Кравец


В статье исследованы способы представления и форматы хранения объёмных (воксельных) данных, которые могут быть использованы для моделирования воксельных ландшафтов с реконструкцией острых углов и рёбер, что необходимо для представления искусственных элементов ландшафта в САПР для архитектуры и строительства и в системах виртуальной реальности с разрушаемым окружением. Для хранения редактируемых блоков воксельного ландшафта предложено использовать лучевое представление, дополненное материалами и нормалями к поверхности, и точечное представление с неявной связанностью. В первой форме представления трёхмерный объект описывается как набор сплошных интервалов вдоль трёх координатных осей. Во второй объект представлен трёхмерным массивом вокселей, являющихся идентификаторами материалов, и облаком точек, существующих внутри ячеек, находящихся на границах раздела областей с различными материалами. Оба вида представления позволяют выполнять булевы операции, поддерживают различные материалы и содержат информацию для реконструкции острых углов поверхности, а лучевое представление применяется в настоящее время для геометрического моделирования в CAD/CAM/CAE-системах. Проведено экспериментальное тестирование предложенных способов представления и методов хранения блоков воксельного ландшафта, отмечены их преимущества и ограничения. Предложены рекомендации по выбору методов, наиболее подходящих для решения конкретных классов задач САПР. Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 19-07-01200.

Ключевые слова: объёмные данные, воксель, ландшафт, геометрическое моделирование, полигональная сетка, триангуляция .

Полный текст статьи:
ShakaevKravets_1_19_1.pdf