专利名称：基于模型简化和多分辨率表示的虚拟商务场景优化方法
技术领域：
本发明涉及虚拟商务场景优化方法，特别涉及基于模型简化和多分辨率表 示的虚拟商务场景优化方法。
背景技术：
虚拟现实技术最早被认为是一种技术进步，它通过数据输入和数据设备， 溶入了人体各种感觉，如视觉、听觉、触觉等。
几年前，虚拟现实开始运用到电子商务。它是一种建立在日本零售业上的 应用，是为了满足在东京的拥有小居室的消费者选购厨房以及各种家具等而设
计的。用户可以将他们关于对建筑风格的设想代入Matsushita商店，随后，他 们的家用虚拟厨具则被展现在计算机系统中。1997年在德国法兰克的IAA汽 车展上，Mercedes — Benz介绍了虚拟汽车仿制品，展示了技术水平很高的模型。 该仿制品允许用户手持屏幕并自由选择物体的颜色等属性。这个虚拟展示是由 Fraunhofer IAO与Milanese建筑设计规划局De Lucchi共同创立的,其宗旨是为 室内家具制造商提供一个产品展示的新方法。
Virtual Shopping Mall(VSM)，作为一种原型系统，允许用户在商城中浏览 时从现有的几个虚拟人中能够选择替代自己的角色。这个虚拟商城实现了基于 VRML和Java共享的虚拟环境。当用户连接到服务器后，就能与其它用户聊天， 在虚拟商城中漫游。另一个VR—Shop，作为一种三维在线的虚拟购物环境的 安装演示，是基于BlaxxunVRML多用户技术进行构建的，它能够提供高级的 可视界面。虚拟商城能使公司为他们的客户提供一个完整而高效的服务解决方 案，客户可以更快、更好的方式进行交流和进入市场进行商业交易。在ATLAS 项目的资助下，韩国信息和通信大学的CDSN实验室开发出了一个三维共享的 虚拟商城，其主要目的是为分布式虚拟环境设计和建立一个大型的网络框架工 程。此外，国外一些其它的网站也正在建立具有交互性的三维见面的虚拟商
城，如Cyertown的www.cybertown.com , Eluxury的www.eluxury.com ,FAO Schwarz的www.fao.com游戏室，允许用户观察产品的虚拟化身。
国内，已有几家公司从事了能源开采、工业控制、园区规划、城市管理、 旅游开发等项目，但发展很不平衡，特别是在教育、文化、商贸领域还有巨大 缺口无法适应国内的发展要求。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种逼真、智 能化的、具有可交互性的分布式三维可视环境的基于模型简化和多分辨率表示的 虚拟商务场景优化方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现基于模型简化和多分辨率表 示的虚拟商务场景优化方法，其特征在于，所述的模型简化和多分辨率表示为 通过降低场景的复杂度，即降低图形系统需处理的多边形数目来提高绘制速 度，该方法包括以下步骤
(1) 多层次细节选择
所述的多层次细节选择，即为每个物体建立多个相似的模型，不同模型对
物体的细节描述不同，对物体细节的描述越精确，模型也越复杂；根据物体在 屏幕上所占区域大小及用户视点等因素，为各物体选择不同的细节模型，从而 减少需显示的多边形数目；
(2) 场景分块
一个复杂的场景可被划分成多个场景，各个场景之间可见、不可见或完全 不可见，系统就能有效地减少在任一时刻需显示的多边形数目，从而有效地降 低了场景复杂度；
(3) 可见消隐
所述的可见消隐与用户的视点关系密切，系统仅显示用户当前能"看见" 的场景，当用户仅能看到场景的很少一部分时，由于系统仅显示相应场景，从 而大大减少了需显示的多边形数目。
所述的多层次细节选择不仅可用于封闭空间模型，也可用于开放空间模型。所述的场景分块仅对封闭空间有效，且仅与用户所处场景位置有关。
所述的步骤(1)、步骤(2)、步骤(3)顺序可任意调换。
与现有技术相比，本发明可以提供逼真、智能化的、具有可交互性的分布式 三维可视环境，可以利用虚拟产品替代真实产品，通过有效的交互手段理解顾客 需求，提高顾客满意度，为社会、为厂商创造更高的经济和社会价值。
具体实施例方式
虚拟现实建模语言(VRML)是描述虚拟环境中场景的一中标准，利用它 可在Internet上建立交互式三维多媒体虚拟世界。而BS Contact(http:〃www.bitmanagement.com)是目前最流行的免费VRML浏览器。 Bitmanagement SDK提供了功能强大的扩展节点。因此本项目采用 BitmanagementSDK来构建网上实时互动的、可定制的、智能的虚拟商务网上 平台。内容如下
(1) 基于BitmanagementSDK提供的扩展节点，构造进行以下研究
a、 大规模虚拟展会场景(展厅、展台、展品)的实时绘制算法；
b、 大规模虚拟展会场景的海量数据实时传输算法；
c、 交互式虚拟产品的协同设计环境；
d、 虚拟产品评估系统；
e、 多通道大规模虚拟场景的立体显示；
f、 可定制的自组展馆。
(2) 对Bitmanagement SDK的扩展节点进行如下的再扩充
a、 基于AIML的智能虚拟化身(虚拟导购、参展者、客户)的行为动画建
模；
b、 基于图片的现实展厅、展馆和产品及其厂家的36(T全景展示。
(3) 虚拟展会系统与展会智能管理系统以及电子商务的有机集成
a、 基于数据挖掘的虚拟产品智能检索；
b、 虚拟网上招商、网上广告；
c、 智能订展、展位管理；
d、 智能商业配对、商务撮合、商务洽谈及虚拟现实项目承接。 对于计算机处理而言，真实感与真实性这两方面是互相制约的。真实感程度的提高往往是以事实性的降低为代价的。如真实感程度越低，构成对象的多 边形数越少，则处理的过程就越短，事实性越高；而景象描绘的越细致，复杂 性越高，人们就越满意，但事实性也就越差。为了在保证图形的实时生成速度 的前提下能够尽可能的提高生成图像的质量，整个计算机图形学界在实时动态 图形显示方面一直在做着不懈的努力。目前已被提出来的方法主要可以分为一 下几大类
(1) 采用并行或分布的手段需要较高的成本，而且还牵涉到具体使用 的计算机系统结构上的问题，因此不太容易推广和普及。
(2) 基于图像的绘制(Image Based Rendering):要求在改变视点的过程 中，场景保持不动。不能准确差值出高光等细节。若要获得质量较高的图形， 还需要用大量的内存尽可能多的预制图像。
(3) 模型简化和多分辨率表示(Multiresolution Modeling):与上面两个 方法相比，此方法具有较短的预处理时间、需要较少的内存空间以及能适用于 动态场景。
基于上述第(3)种方法的优点，我们采用该方法来进行场景优化。通过 降低场景的复杂度，即降低图形系统需处理的多边形数目来提高绘制速度。根 据不同场景的不同特点，我们优化解决方法是
(1) 多层次细节选择(Level of Detail)
所谓多层次细节选择，即为每个物体建立多个相似的模型，不同模型对物 体的细节描述不同。对物体细节的描述越精确，模型也越复杂。根据物体在屏 幕上所占区域大小及用户视点等因素，为各物体选择不同的细节模型，从而减 少需显示的多边形数目。不仅可用于封闭空间模型，也可用于开放空间模型。 Bitmanagement SDK中的标准节点LOD节点可以实现这一部分的优化。
(2) 场景分块(World Subdivision) 一个复杂的场景可被划分成多个场景，各个场景之间可见、不可见或完全
不可见。例如把一个建筑按房间划分成多个子部分。此时，观察者在某个房间 仅能看到房内的场景及与门、窗等相连的其它房间。这样系统就能有效地减少 在任一时刻需显示的多边形数目，从而有效地降低了场景复杂度。但是，这种 方法仅对封闭空间有效，对开放空间则很难使用这种方法。用Bitmanagement SDK中的扩展节点可以对场景进行分块。这些节点有TreeGroup、 OctTree、QuadTree、 BspTree、 BspGroup等。
(3)可见消隐(Visibility Culling)
与场景分块方法不同，这种方法与用户的视点关系密切，而前者仅与用户 所处场景位置有关。使用这种方法，系统仅显示用户当前能"看见"的场景， 当用户仅能看到场景的很少一部分时，由于系统仅显示相应场景，从而大大减 少了需显示的多边形数目。Bitmanagement SDK中Occlusion、 Cell和Portal节 点就是用可见消隐的方法来实现场景优化的。
围绕如何应用虚拟现实技术，提供逼真、智能化的、具有可交互性的分布 式三维可视环境，更好的展品，以方便用户对展品进行选择、购买、评估。本 系统与其它系统相比具有以下创新点
(1) 基于Bitmanagement SDK,构造网上大规模虚拟展会场景实时绘制算 法和海量数据的实时传输算法；
(2) 基于AIML的智能虚拟化身的展会商业行为建模；
(3 )基于Bitmanagement SDK和基于图像的综合虚拟产品展示。 在目前日益激烈的市场竞争中，如何应用现代先进的信息技术一改原先传 统的产品展示模式，利用虚拟产品替代真实产品，通过有效的交互手段理解顾 客需求，提高顾客满意度，为社会、为厂商创造更高的经济和社会价值，已成 为当务之急，它在虚拟商务方面的应用，必将促进上海的现代服务业。
权利要求
1.基于模型简化和多分辨率表示的虚拟商务场景优化方法，其特征在于，所述的模型简化和多分辨率表示为通过降低场景的复杂度，即降低图形系统需处理的多边形数目来提高绘制速度，该方法包括以下步骤(1)多层次细节选择所述的多层次细节选择，即为每个物体建立多个相似的模型，不同模型对物体的细节描述不同，对物体细节的描述越精确，模型也越复杂；根据物体在屏幕上所占区域大小及用户视点等因素，为各物体选择不同的细节模型，从而减少需显示的多边形数目；(2)场景分块一个复杂的场景可被划分成多个场景，各个场景之间可见、不可见或完全不可见，系统就能有效地减少在任一时刻需显示的多边形数目，从而有效地降低了场景复杂度；(3)可见消隐所述的可见消隐与用户的视点关系密切，系统仅显示用户当前能“看见”的场景，当用户仅能看到场景的很少一部分时，由于系统仅显示相应场景，从而大大减少了需显示的多边形数目。
2. 根据权利要求1所述的基于模型简化和多分辨率表示的虚拟商务场景 优化方法，其特征在于，所述的多层次细节选择不仅可用于封闭空间模型，也 可用于开放空间模型。
3. 根据权利要求1所述的基于模型简化和多分辨率表示的虚拟商务场景 优化方法，其特征在于，所述的场景分块仅对封闭空间有效，且仅与用户所处 场景位置有关。
4. 根据权利要求1所述的基于模型简化和多分辨率表示的虚拟商务场景 优化方法，其特征在于，所述的步骤(1)、步骤(2)、步骤(3)顺序可任意调换。
全文摘要
本发明涉及基于模型简化和多分辨率表示的虚拟商务场景优化方法，所述的模型简化和多分辨率表示为通过降低场景的复杂度，即降低图形系统需处理的多边形数目来提高绘制速度，该方法包括以下步骤多层次细节选择；场景分块；可见消隐。本发明可以提供逼真、智能化的、具有可交互性的分布式三维可视环境，可以利用虚拟产品替代真实产品，通过有效的交互手段理解顾客需求，提高顾客满意度，为社会、为厂商创造更高的经济和社会价值。
文档编号G06T15/00GK101527050SQ20081003441
公开日2009年9月9日 申请日期2008年3月7日 优先权日2008年3月7日
发明者胡春阳 申请人:上海显度数码科技有限公司