Учебное пособие москва мади 2020 ббк 32. 81 В 683 Волосова, А. В. В683

Формирование данных, описывающих виртуальную сцену и их 
передача на клиент визуализации (пункт и).
 
Здесь решаются следующие задачи:
1) требуется сократить
объем данных, передаваемых между серверной 
и клиентской частями системы визуализации , причем сократить этот объём 
до заданного уровня, определяемого отношением времени реакции системы 
визуализации и пропускной способности канала связи 
между сервером и клиентом визуализации;
2) требуется выполнить пункт 1) за время, не превышающее заданного 
времени реакции системы визуализации; 
3) требуется обеспечить достаточную точность представления 
исходного объекта содержимым сформированной виртуальной сцены.
Требуется совместное решение всех трех задач. Основным методом, 
позволяющим решить за заданное время все три задачи, является огрубление 
изучаемого объекта с контролируемой точностью
Основная задача при этом является такое сокращение числа 
описывающих объект примитивов (узлов, ребер, граней и т. п.), при котором 
формируемый на их основе образ визуально близок
исходному 
неогрубленному объекту. Требуется сократить общий объем данных, 
описывающих огрубленный объект за заданное время, до заданной 
величины. 
Визуализация изоповерхностей 
-
наглядный метод визуализации 
трехмерных скалярных данных.
 

---

135 
Изоповерхность –
это множество точек пространства, в которых 
скалярная функция принимает заданное значение. Изоповерхность можно 
описать как набор треугольников, опирающихся вершинами на множество 
точек трехмерного пространства. В этом случае наглядность визуализации 
обеспечивается
видеоускорителями, которые позволяют отображать 
массивов треугольников за счет быстрого вывода на экран визуализации и 
возможности формирования стереоизображений автоматически. Ядро 
системы визуализации образуют алгоритмы фильтрации и изоповерхности, 
так как число описывающих изоповерхность треугольников может 
превышать число треугольников, отображаемых графическим ускорителем. 
Алгоритмы обеспечивают аппроксимацию исходной триангуляции новой 
триангуляцией, описываемой ограниченным объемом данных, что позволяет 
восстановить образ с высоким уровнем качества (рис. 44). 
Рис. 44. Пример огрубления поверхности

---

136 
Алгоритм огрубления первичных данных должен обладать быстротой 
выполнения и способностью проводить огрубление данных до заданного 
объема за время передачи данных на компьютер пользователя.
Необходимость этапа огрубления сетки до размеров, при которых возможна 
передача данных за короткое время через медленные каналы связи, связана с 
совпадением числа описывающих
изоповерхность узлов по порядку 
величины с числом узлов исходной трехмерной сетки. Требуемые 
коэффициенты «сжатия» —
отношения объемов данных, описывающих 
исходную изоповерхность и ее образ, —
достигают сотен тысяч и более, 
поэтому
следует использовать методы сжатия с потерей точности. 
Стандартные методы сжатия без потерь не могут сжать информацию, 
описывающую топологию изоповерхности. Для этого используются 
алгоритмы, 
которые 
строят 
триангулированную 
поверхность, 
аппроксимирующую 
исходную 
изоповерхность. 
Триангулированная 
поверхность содержит меньшее количество узлов. Задача огрубления 
произвольной триангулированной поверхности имеет отношение не только к 
визуализации объектов, описываемых неструктурированными сетками, но и 
к визуализации объектов, изначально заданных на регулярных решетках, 
топологически эквивалентных индексным параллелепипедам. На рис. 45 
представлен пример сечения куба изоповерхностью.
Рис. 45. Пример сечения куба изоповерхностью

---

137 
Сечение является четырехугольником. В связи с применением триангуляции 
для описания изоповерхности следует разделить этот четырехугольник на 
треугольники. На рис. 46 приведены два способа разбиения на треугольники.
Для исключения этой ситуации куб предварительно разбивается на 
пирамиды и уже по точкам пересечения с ребрами пирамид проводят 
сечение.