大規(guī)模動態(tài)森林場景模擬技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、森林是自然場景的重要組成部分，森林場景的模擬在虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域中占有重要地位，但由于森林場景中樹木模型復(fù)雜、數(shù)量眾多，且樹木受風(fēng)力作用后的動態(tài)效果涉及到復(fù)雜的物理力學(xué)系統(tǒng)，難以進(jìn)行精確和實(shí)時模擬。這使得大規(guī)模動態(tài)森林場景的模擬一直以來都是虛擬自然景觀領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)之一。
　　本文在樹木以及森林場景模擬已有研究成果的基礎(chǔ)上，使用Cook-Torrance光照模型和預(yù)計算的半透明紋理增強(qiáng)了葉片的顯示效果，并使用Euler-Berno

2、ulli梁模型擬合導(dǎo)出的多項(xiàng)式結(jié)合偏移修正的方式，實(shí)現(xiàn)了枝干的快速形變計算。在此基礎(chǔ)上，在GPU中實(shí)現(xiàn)了逐層次形變動畫的計算，使用采樣二維噪聲貼圖的方式實(shí)現(xiàn)了了枝干擺動以及葉片振動的模擬。
　　在處理大規(guī)模場景的繪制時，依據(jù)場景的特點(diǎn)，將視景體投影到水平面，運(yùn)用四叉樹結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了視景體內(nèi)物體的快速剔除。使用結(jié)合替代物的混合渲染方式實(shí)現(xiàn)了樹木的LOD繪制，在不影響最終顯示效果的同時簡化了遠(yuǎn)處場景的計算，提高了場景計算和顯示的實(shí)時性。<