基于骨架截集的交互式三維分形樹(shù)造型技術(shù).pdf

1、分形作為一門(mén)新興的交叉學(xué)科，受到非線性學(xué)術(shù)界的廣泛重視。分形為探討自然界復(fù)雜事物的客觀規(guī)律及其內(nèi)在聯(lián)系提供了新的概念和方法。在自然景觀的模擬特別是植物的模擬中，分形技術(shù)展現(xiàn)了其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一。
　　 利用分形進(jìn)行植物模擬實(shí)際上是利用植物自身結(jié)構(gòu)的分形特征生成植物圖形。目前主要的模擬的方法有：迭代函數(shù)系統(tǒng)IFS、L-系統(tǒng)、受限擴(kuò)散凝聚DLA模型和粒子系統(tǒng)等。本文基于迭代函數(shù)系統(tǒng)IFS，結(jié)合骨架截集造型方法，討論

2、了交互式三維分形樹(shù)的造型技術(shù)。
　　 本文首先介紹了帶凝集IFS、帶參量IFS、不壓縮IFS、再歸IFS等幾種擴(kuò)充的IFS數(shù)學(xué)模型、基于點(diǎn)和直線的IFS分形樹(shù)造型技術(shù)，為進(jìn)一步利用IFS數(shù)學(xué)模型模擬植物奠定理論基礎(chǔ)。
　　 其次介紹了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)三維造型中的骨架截集造型方法，主要包括骨架截集造型方法的定義、基本原理和具體函數(shù)的使用，為在三維分型樹(shù)造型中利用骨架截集造型方法替代圓臺(tái)造型方法提供基礎(chǔ)。
　　 最后分析

3、了基于圓臺(tái)造型的三維分形樹(shù)木IFS遞歸算法的優(yōu)缺點(diǎn)，然后采用基于骨架截集的多種樹(shù)枝造型，對(duì)原有的遞歸算法加以改進(jìn)，使IFS數(shù)學(xué)模型能夠和骨架截集造型方法相結(jié)合，進(jìn)而提出了基于骨架截集造型技術(shù)的三維分形樹(shù)木IFS遞歸算法，并對(duì)這兩個(gè)算法的三維分形樹(shù)生成效果進(jìn)行比較。在編程實(shí)現(xiàn)部分，主要介紹了二維仿射變換的計(jì)算、三維變換的獲得、二維樹(shù)枝造型的生成、二維樹(shù)枝造型數(shù)據(jù)向三維樹(shù)枝造型的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和三維分形樹(shù)的遞歸生成。
　　 本文在基于圓臺(tái)

4、造型的三維分形樹(shù)木IFS遞歸算法的基礎(chǔ)上，提出了基于骨架截集造型技術(shù)的交互式三維分形樹(shù)木IFS遞歸算法。從簡(jiǎn)單的和非真實(shí)感的二維手繪圖形快速生成復(fù)雜的和具有真實(shí)感的三維樹(shù)木模型，得到的三維分形樹(shù)連接自然，形態(tài)逼真。該方法克服了基于圓臺(tái)造型的三維分形樹(shù)木IFS遞歸算法樹(shù)枝造型種類(lèi)單一、固定、造型數(shù)據(jù)與仿射變換數(shù)據(jù)相同和造型效果僵硬等缺點(diǎn)，使得樹(shù)枝造型種類(lèi)多樣化、隨機(jī)化、造型數(shù)據(jù)與仿射變換數(shù)據(jù)相關(guān)、造型效果更加自然。為三維分形樹(shù)造型技術(shù)的研