樹木建模與實(shí)時(shí)渲染技術(shù)研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)硬件和軟件系統(tǒng)的飛速發(fā)展，特別是可編程圖形卡及著色語(yǔ)言的功能日益完善和強(qiáng)大，對(duì)自然景觀的實(shí)時(shí)渲染成為計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。而種類繁多的樹木是自然景觀的重要組成部分，因此，對(duì)樹木的建模表示與實(shí)時(shí)渲染也一直被眾多的研究者所關(guān)注。 對(duì)樹木形態(tài)結(jié)構(gòu)的模擬在影視特效、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫與仿真、視頻游戲等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。因此，研究快捷、有效的算法來(lái)模擬樹木具有十分重要的意義。 本文以實(shí)現(xiàn)具有真實(shí)感的樹木形態(tài)結(jié)構(gòu)為

2、主要目標(biāo)，重點(diǎn)研究新的快速高效的樹木建模與渲染方法。研究工作主要集中在以下三個(gè)方面： 第一，以L系統(tǒng)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了一種樹木的建模方法，用戶只需輸入一個(gè)隨機(jī)參數(shù)，即可生成一個(gè)樹木模型，交互簡(jiǎn)單，并設(shè)計(jì)了一種文件結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)樹木模型。 第二，設(shè)計(jì)了一種能使樹枝光滑連接的細(xì)分方法，將樹木枝干細(xì)分成一系列三角形，保證了枝干系統(tǒng)的連續(xù)性，實(shí)現(xiàn)了樹木枝干的快速渲染。 第三，改進(jìn)了傳統(tǒng)的替代物渲染技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種面向GPU的葉簇