基于递归细分法的多形态曲面生成系统研究

摘要

真实感地形仿真是近期计算机图形学的热点研究内容,随着计算机图形学的不断发展,具有真实自然视觉效果的虚拟环境仿真技术发挥着越来越重要的作用。参数曲面和分形技术是近期地形仿真的常用技术。分形技术常用于地形生成,但是难以预测和控制最终生成的地形对象特征。参数曲面生成的模拟地形过于光滑,无法体现地形细节特征。针对以上问题,本文提出将分形技术和参数曲面相结合的地形生成方法,通过对曲面生成过程加以控制并对生成曲面进行分形处理,可以生成具有多种形态的曲面,能够表达现实中很多具有随机性的非线性现象。主要完成的工作如下:
　　(1)设计并实现了数据生成与处理模块。提出了一种基于细分方法的多形态曲面生成方法。可以在仅有一组控制点的情况下,生成具有随机形态的曲面。对于细分过程进行研究,提出了一种仿二叉树的生成模型,这种模型有利于对曲面细分生成过程进行更加细致的控制,加快曲面生成速度,降低生成开销。对随机中点位移法的实现方法进行改进,使其能够对参数曲面进行二次细化。以上两种方法结合,可以较好的融合两者的优点,生成具有多种形态的仿真地形。
　　(2)设计并实现了多形态曲面显示模块,可以对原始三维图形进行包括颜色、纹理、光照等的处理,并向操作者提供图像旋转、返回当前点高程以及显示方式选择的功能。
　　模拟实验表明,本文提出的算法可以生成具有真实感和一定可控性的仿真地形,较好的解决了使用曲面约束条件只能生成光滑曲面和单独使用分形方法生成地形总体状态不可控的问题。

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第一章 绪论

§1.1 课题研究背景及其意义

§1.2 相关研究现状

§1.3 章节安排

第二章 常用曲线曲面理论

§2.1 常用曲面表示方法

§2.2 常用参数曲线曲面介绍

§2.3 本章小结

第三章 分形布朗运动与随机中点位移法

§3.1分形布朗运动

§3.2 随机中点位移法

§3.3 本章小结

第四章 网格曲面生成方法研究

§4.1曲面生成方法简介

§4.2基于De Casteljau算法的曲线细分过程研究

§4.3 本章小结

第五章 多形态曲面生成算法设计与实现

§5.1多形态曲面数据生成模块概述

§5.2 数据处理模块

§5.3 底层结构

§5.4 图形效果显示与分析

§5.5本章小结

第六章 多形态曲面可视化系统研究

§6.1 编译环境IDL简介

§6.2 IDL图形系统

§6.3 可视化图形对象结构设计

§6.4 用户交互功能设计

§6.5 多形态曲面显示系统初步实现

§6.6 本章小结

第七章 全文总结

参考文献

致谢

作者攻读硕士期间主要研究成果