樹木三維建模與交互式渲染關鍵技術研究與實現(xiàn).pdf

1、盡可能真實再現(xiàn)自然場景已經成為計算機圖形學的一個主要研究領域。在過去的幾十年中，計算機技術已經發(fā)展到可以常規(guī)的創(chuàng)建相對復雜的場景的程度。許多城市的可視化應用項目以及一些游戲已經能夠獲得高質量的真實感。然而，在作為自然場景研究領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鍵技術的實現(xiàn)，目的是在樹木建模交互系統(tǒng)中能夠實現(xiàn)樹木的三維建模，

2、以及在此基礎上對風場進行建模，根據風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，在對于自然界中復雜的樹木結構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，以樹木結構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，使用結構力學相關公式進行簡化計算，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