網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下點(diǎn)云樹木模擬搖曳的并行方法研究.pdf

1、樹作為場景中的重要組成部分，其搖曳效果在電影特效、三維游戲場景、計算機(jī)動畫、仿真以及虛擬現(xiàn)實(shí)和可視化等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價值。由于樹木的形態(tài)復(fù)雜，掃描得到的數(shù)據(jù)量大，搖曳模擬計算處理效率低。為此，本文專門針對我們研究團(tuán)隊前期獲得的搖曳方法開展提高搖曳效率的研究，主要貢獻(xiàn)概括為：
　　(1)樹木搖曳算法的并行化。首先分析了三維樹木搖曳過程中樹干樹枝以及樹葉部分串行算法，對無葉樹樹干樹枝以及有葉樹樹干樹枝樹葉，分別根據(jù)MPI并行程序設(shè)

2、計方法，在MPI消息傳遞模型的基礎(chǔ)上，采用合適的數(shù)據(jù)分配方案，將串行算法里樹干樹枝樹葉在風(fēng)中偏移量的計算分配到其它工作進(jìn)程上，設(shè)計了樹木搖曳的并行算法。
　　(2)樹葉繪制與運(yùn)動的優(yōu)化。其核心思想是將擁有最大數(shù)據(jù)量的樹葉用頂點(diǎn)緩沖對象和頂點(diǎn)數(shù)組進(jìn)行數(shù)據(jù)組合并完成繪制。具體過程為：首先分配好樹葉點(diǎn)云數(shù)據(jù)的頂點(diǎn)、紋理、索引的數(shù)據(jù)空間，設(shè)置好索引數(shù)據(jù)；然后通過頂點(diǎn)數(shù)組設(shè)置好樹葉的位置；最后將其傳入頂點(diǎn)緩沖區(qū)中進(jìn)行繪制。這樣，對樹葉的繪制

3、代替了原來的顯示列表，繪制樹葉的效率提高了兩倍。
　　(3)樹葉飄落算法的并行化。針對原有的樹葉飄落過程串行算法，根據(jù)MPI并行程序設(shè)計方法，在MPI消息傳遞模型的基礎(chǔ)上，對搖曳和飄落算法采用任務(wù)分配方案，將搖曳算法中樹干樹枝樹葉在風(fēng)中偏移量的計算和樹葉飄落算法分配到其它工作進(jìn)程上，設(shè)計了樹木搖曳加樹葉飄落的并行算法，使得運(yùn)行效率提高了4.13倍。
　　通過加速比和效率的實(shí)驗對比，證實(shí)了本文并行算法對三維樹木搖曳運(yùn)動效率提高