簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 林哲宇
Zhe-Yu Lin
論文名稱: 以三維扭圖實作網路行動裝置之三維繪圖引擎
3D Graphics Engine for Networked Mobile Devices Based on 3D Warping
指導教授: 張鈞法
Chun-Fa Chang
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機資訊學院 - 資訊工程學系
Computer Science
論文出版年: 2004
畢業學年度: 92
語文別: 中文
論文頁數: 30
中文關鍵詞: 影像繪圖行動裝置扭圖手機主從式架構
外文關鍵詞: Image Base Render, IBR, Mobile, warping, PDA, Pocket PC, Client Server
相關次數: 點閱:4下載:0
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  • 我們的主要目的是能夠在行動裝置上面產生快速且高品質的 3D 圖形,行動裝置(PDA)的缺點是CPU運算速度慢 (400MHz),記憶體小 (64MB),若是採用傳統 polygon-based 方式,檔案中包含了每一點的位置顏色,每個平面資訊,因為在來源檔案大小有了限制,所以不太能夠放上複雜 model,而CPU運算速度不夠快所以要做3D旋轉的重繪需要等待蠻長的運算時間,所以我們採用Image Based Rendering (IBR)的方式來解決繪圖速度問題。

    IBR這個繪圖方式用在PDA上的優點是:演算法的運算時間與圖形大小成相關性,而PDA上螢幕通常不會很大 (即 320*240 ) ,可以達成重繪時間很短的效果。然而IBR方式與模型方式比較的缺點,就是當IBR方式轉動到原始視角看不見的部分,便形成空洞,而模型方式則是不論任何視角,經過運算後一定能夠產生圖形,只是需要耗費蠻長的處理時間。

    這幾年很多論文都是把以往用CPU運算的圖學方式修改某些演算法步驟,把這些步驟採用Graphic Hardware運算,以達到加速圖形處理速度。我們的主要目的是能夠在行動裝置上面可以產生快速且高品質的 3D 圖形,在此也借用這種觀念來解決IBR方式圖形品質的問題,不過我們是採用 Client-Server 架構,把網路 Server 當成是 PDA 上的一個繪圖硬體,以達到蠻不錯的繪圖效果。

    在達到上面基本的構想以後,我們繼續往品質、速度,這兩個方向邁進。

    品質方面:既然現有的硬體加速卡可以做到一些 Shader 效果,我們把 Client-Server 當作是虛擬的一個PDA 硬體加速卡,於是試驗著讓PDA上可以顯示 Shader 效果。而影像繪圖每次都是對整張圖形做運算,有時候又感覺太單調了,所以我們試著做到又有靜態物體又有動態物體的效果。
    速度方面:使用Multi-thread 呼叫Server產生漸進式的影像效果,而非原本需要等待一段時間才有最完整的影像。為了追求速度的再度加速,對傳送資料的壓縮研究也正在進行中。


    Abstract……………………………………………………………………………..04 1 Introduction………………………………………………………………………06 1.1 Motivation…………………………………………………………………………………06 1.2 Known Algorithms………………………………………………………………………...06 1.3 Our Solution……………………………………………………………………………….07 1.4 System Framework………………………………………………………………………..07 2 Related work……………………………………………………………………...09 2.1 3D Warping…………………………………………………………………………………09 2.2 Layered Depth Image……………………………………………………………………….12 2.3 Data Compression…………………………………………………………………………..13 3 Methods…………………………………………………………………………...15 3.1 Client-Server Framework…………………………………………………………………...15 3.1.1 System Framework………………………………………………………………...15 3.1.2 Client……………………………………………………………………………….16 3.1.2.1 Fixed-Point Arithmetics…………………………………………………….16 3.1.2.2 Splatting…………………………………………………………………….17 3.1.2.3 Multi-thread Implementation……………………………………………….18 3.1.3 Server………………………………………………………………………………19 3.2 Features……………………………………………………………………………………..19 3.2.1 Faked Shader Effects………………………………………………………………20 3.2.2 Layered Depth Image………………………………………………………………20 3.2.2.1 Building a LDI……………………………………………………………...20 3.2.2.2 Z Value Merge………………………………………………………………21 3.2.2.3 Z Error………………………………………………………………………21 3.2.2.4 LDI Rendering……………………………………………………………...22 3.2.3 Application Program Interface……………………………………………………..24 3.2.4 Dynamic Objects…………………………………………………………………...24 3.2.4.1 Problem Description: Moving Objects in 3D Warping……………………..25 3.2.4.2 Z Composition with Polygon-Based Pipeline………………………………25 3.3 Data Compression…………………………………………………………………………26 4 Implementation and Results…………………………………………………….27 4.1 Client Renderer Performance ………………………………………………………………27 4.2 Transmission Time………………………………………………………………………….27 4.3 Client-Server Framework…………………………………………………………………...28 4.4 Dynamic Object…………………………………………………………………………….29 4.5 Comparison with JPEG Receiver…………………………………………………………...30 4.6 Comparison with Movie Player…………………………………………………………….31 4.7 Porting Existing OpenGL Programs………………………………………………………..31 5 Conclusions and Future Work…………………………………………………..33 References…………………………………………………………………………..34

    [Baker] Steve Baker: Learning to Love your Z-buffer. http://www.sjbaker.org/steve/omniv/love_your_z_buffer.html

    [Bishop02] Lars M. Bishop: An Introduction to Fixed-Point Math. In SIGGRAPH 2002 Course 48: Dynamic Media on Demand: Exploring Wireless & Wired Streaming Technologies & Content, (Topic: Games and 3D Rendering on Handheld Devices.)

    [Chang02] Chun-Fa Chang and Shyh-Haur Ger: Enhancing 3D Graphics on Mobile Devices by Image-Based Rendering. In Proceedings of 2002 IEEE Pacific-Rim Conference on Multimedia (PCM 2002).

    [Ericsson03] Ericsson Mobile Platforms: Graphics for the Masses:A Hardware Rasterization Architecture for Mobile Phones. In SIGGRAPH 2003 SAN DIEGO.

    [Heck96] Hecker, Chris: Let’ s Get to the (Floating) Point. Game Developer Magazine; Feb/Mar, 1996; pp19-24

    [Hoff] Kenneth E. Hoff III: Conversion Between OpenGL Depth-Buffer Z and Actual Screen-Space Depth (adapted from notes from Bill Mark). http://www.cs.unc.edu/~hoff/techrep/openglz.html

    [McMillan95] Leonard McMillan and Gary Bishop: Plenoptic Modeling: An image-based rendering system. In SIGGRAPH 95 Conference Proceedings, pages 39–46, August 1995.

    [McMillan97] Leonard McMillan: An Image-Based Approach to Three-Dimensional Computer Graphics. Ph.D. Dissertation. Technical Report 97-013, University of North Carolina at Chapel Hill, Department of Computer Science, 1997.

    [Shade98] Jonathan Shade, Steven Gortler, Li-wei He and Richard Szeliski: Layered Depth images. In SIGGRAPH 98 Conference Proceedings, pages 231–242, July 1998.

    [Westover91] Lee Westover. SPLATTING: A Parallel, Feed-Forward Volume Rendering Algorithm. Ph.D. Dissertation. Technical Report 91-029, University of North Carolina at Chapel Hill. 1991.

    無法下載圖示 全文公開日期 本全文未授權公開 (校內網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
    QR CODE