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

1、盡可能真實(shí)再現(xiàn)自然場(chǎng)景已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的一個(gè)主要研究領(lǐng)域。在過(guò)去的幾十年中，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到可以常規(guī)的創(chuàng)建相對(duì)復(fù)雜的場(chǎng)景的程度。許多城市的可視化應(yīng)用項(xiàng)目以及一些游戲已經(jīng)能夠獲得高質(zhì)量的真實(shí)感。然而，在作為自然場(chǎng)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(shí)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(duì)風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行建模，根據(jù)風(fēng)場(chǎng)的模型進(jìn)行樹木模型的模擬動(dòng)畫計(jì)算，從而獲得更為真實(shí)的與風(fēng)場(chǎng)交互的動(dòng)畫效果，使得自然場(chǎng)景更加形象，有沉浸感。而在研究與實(shí)現(xiàn)過(guò)程中遇到了各種各樣的困難和問(wèn)題，在對(duì)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(shí)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(diǎn)，利用和改進(jìn) L系統(tǒng)對(duì)樹木模型進(jìn)行模型塑造，獲得較為真實(shí)的樹木模型；在計(jì)算模擬樹木動(dòng)畫計(jì)算方面，由于比較真實(shí)的樹木模

3、型的面片數(shù)很大，在進(jìn)行樹木動(dòng)畫計(jì)算時(shí)，計(jì)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(shí)感與渲染效率折中的方案。在真實(shí)感的要求方面，本文從基于物理的計(jì)算出發(fā)開始研究，使用結(jié)構(gòu)力學(xué)相關(guān)公式進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算，從而獲得人們視覺可以接受的渲染效果。作為一個(gè)整體系統(tǒng)，我們需要一個(gè)詳盡的樹木模型，又希望能夠在計(jì)算模擬動(dòng)畫中獲得真實(shí)的計(jì)算，還要滿足人們對(duì)每秒幀數(shù)的要求。這也就是問(wèn)題的根源，如何提高效率。在實(shí)現(xiàn)中我們通過(guò)分層化的管理樹木