樹木三維建模與交互式渲染關(guān)鍵技術(shù)研究與實現(xiàn).pdf

1、盡可能真實再現(xiàn)自然場景已經(jīng)成為計算機圖形學(xué)的一個主要研究領(lǐng)域。在過去的幾十年中，計算機技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到可以常規(guī)的創(chuàng)建相對復(fù)雜的場景的程度。許多城市的可視化應(yīng)用項目以及一些游戲已經(jīng)能夠獲得高質(zhì)量的真實感。然而，在作為自然場景研究領(lǐng)域中不可或缺的一部分的植物體研究方面，研究成果卻不是那么讓人滿意。
　　本文主要研究的是樹木建模與交互式渲染系統(tǒng)中樹木的三維建模與交互式渲染的關(guān)鍵技術(shù)的實現(xiàn)，目的是在樹木建模交互系統(tǒng)中能夠?qū)崿F(xiàn)樹木的三維建模，

2、以及在此基礎(chǔ)上對風(fēng)場進行建模，根據(jù)風(fēng)場的模型進行樹木模型的模擬動畫計算，從而獲得更為真實的與風(fēng)場交互的動畫效果，使得自然場景更加形象，有沉浸感。而在研究與實現(xiàn)過程中遇到了各種各樣的困難和問題，在對于自然界中復(fù)雜的樹木結(jié)構(gòu)需要使用一種更為貼近真實效果的塑造方法，本文深入研究了基于分形的建模方法，以樹木結(jié)構(gòu)的分層特征作為出發(fā)點，利用和改進 L系統(tǒng)對樹木模型進行模型塑造，獲得較為真實的樹木模型；在計算模擬樹木動畫計算方面，由于比較真實的樹木模

3、型的面片數(shù)很大，在進行樹木動畫計算時，計算量巨大，這樣直接影響到更新速度，使得幀數(shù)下降，所以必須尋求一種真實感與渲染效率折中的方案。在真實感的要求方面，本文從基于物理的計算出發(fā)開始研究，使用結(jié)構(gòu)力學(xué)相關(guān)公式進行簡化計算，從而獲得人們視覺可以接受的渲染效果。作為一個整體系統(tǒng)，我們需要一個詳盡的樹木模型，又希望能夠在計算模擬動畫中獲得真實的計算，還要滿足人們對每秒幀數(shù)的要求。這也就是問題的根源，如何提高效率。在實現(xiàn)中我們通過分層化的管理樹木