曲面造型在游戲引擎中的應(yīng)用.pdf

1、曲面造型在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)輔助幾何設(shè)計(jì)等領(lǐng)域已有很長的研究歷史，近幾十年來，隨著虛擬現(xiàn)實(shí)、計(jì)算機(jī)游戲等領(lǐng)域的不斷發(fā)展，基于曲面重建的曲面造型逐漸成為人們的研究熱點(diǎn)。它通過計(jì)算三維掃描儀得到的采樣數(shù)據(jù)點(diǎn)集，重新建立數(shù)學(xué)模型，構(gòu)造曲面，從而更加真實(shí)、逼真的表現(xiàn)三維場景中的復(fù)雜物體。 本文以復(fù)雜物體表面為研究對象，解決了邊界為任意形狀的曲面的重建問題，最終實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于參數(shù)化算法的B樣條曲面重建系統(tǒng)，并將其作為游戲引擎功能集的一個(gè)

2、擴(kuò)展。本文就曲面重建的實(shí)現(xiàn)步驟和實(shí)現(xiàn)流程中的一系列重要算法進(jìn)行了詳細(xì)的分析和研究，并有效改進(jìn)了整個(gè)系統(tǒng)中最關(guān)鍵的參數(shù)化算法。因此，本文的主要工作有以下兩個(gè)方面： 第一，設(shè)計(jì)了基于參數(shù)化的B樣條曲面重建系統(tǒng)，在對各類曲面重建技術(shù)的全面了解、透徹分析的基礎(chǔ)上，選擇了基于參數(shù)化的曲面重建技術(shù)作為整個(gè)系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)。因?yàn)閰?shù)化符合三維場景物體模型制作的基本原則，將對三維空間的操作轉(zhuǎn)換成對二維平面的操作，減小了操作的復(fù)雜度，并且參數(shù)化的結(jié)

3、果還能進(jìn)一步應(yīng)用到提高模型真實(shí)感的紋理映射等操作中。同時(shí)選擇了B樣條曲面作為復(fù)雜曲面的數(shù)學(xué)模型來表現(xiàn)真實(shí)物體表面，取代了傳統(tǒng)的三角網(wǎng)格模型，曲面模型的靈活性高，渲染速度快，并且能以任意精度表示物體表面。最后實(shí)驗(yàn)證明了系統(tǒng)的可行性。 第二，整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過程中采用線性參數(shù)化算法提高系統(tǒng)的效率。結(jié)合對凸曲面線性化算法的高效實(shí)現(xiàn)，本文還提出針對非凸曲面的一種改進(jìn)算法，該算法首先為非凸曲面增加虛擬凸邊界，再采用最優(yōu)的凸曲面的線性參數(shù)化方