检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：何辰青岛大学

学位级别：硕士

随着计算机硬件和软件系统的飞速发展,特别是可编程图形卡及着色语言的功能日益完善和强大,对自然景观的实时渲染成为计算机图形学领域的一个研究热点。而种类繁多的树木是自然景观的重要组成部分,因此,对树木的建模表示与实时渲染也一... 详细信息

随着计算机硬件和软件系统的飞速发展,特别是可编程图形卡及着色语言的功能日益完善和强大,对自然景观的实时渲染成为计算机图形学领域的一个研究热点。而种类繁多的树木是自然景观的重要组成部分,因此,对树木的建模表示与实时渲染也一直被众多的研究者所关注。对树木形态结构的模拟在影视特效、计算机动画与仿真、视频游戏等领域有着广泛的应用前景。因此,研究快捷、有效的算法来模拟树木具有十分重要的意义。本文以实现具有真实感的树木形态结构为主要目标,重点研究新的快速高效的树木建模与渲染方法。研究工作主要集中在以下三个方面: 第一,以L系统为基础,设计了一种树木的建模方法,用户只需输入一个随机参数,即可生成一个树木模型,交互简单,并设计了一种文件结构来存储树木模型。第二,设计了一种能使树枝光滑连接的细分方法,将树木枝干细分成一系列三角形,保证了枝干系统的连续性,实现了树木枝干的快速渲染。第三,改进了传统的替代物渲染技术,设计了一种面向GPU的叶簇渲染架构,实现了2.5维替代物渲染技术,并根据叶簇形态的不同,分别实现了阔叶树和针叶树的渲染。最后,使用Visual C++和OpenGL设计了一个树木的生成器和一个树木的渲染器,实现了树木的建模与渲染,并用shadow map方法实现了树木阴影的渲染,能够产生树叶在树枝上的自阴影效果。程序的运行结果表明,本文所设计的算法是正确的,并取得了较高的渲染效率和良好的视觉效果。

关键词：树木建模树木渲染 L系统 2.5维替代物 shader编程

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基于OpenGL的交互式三维树木建模与可视化研究

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浙江农林大学学报 2019年第1期36卷 138-147页

作者：赵凯唐丽华张姝婧浙江农林大学信息工程学院浙江杭州311300 浙江农林大学浙江省林业智能监测与信息技术研究重点实验室浙江杭州311300

通过讨论树体枝干几何建模的理论和方法,重点围绕树木交互式建模技术和三维可视化实现进行了研究探讨。实现过程主要分为3步:首先,对真实树木枝干的几何形态结构进行分析,利用分析结果构建枝干模型生成方法,用六边形棱柱近似模拟树干和... 详细信息

通过讨论树体枝干几何建模的理论和方法,重点围绕树木交互式建模技术和三维可视化实现进行了研究探讨。实现过程主要分为3步:首先,对真实树木枝干的几何形态结构进行分析,利用分析结果构建枝干模型生成方法,用六边形棱柱近似模拟树干和枝段,再用六边形棱台作为枝段元经过连续偏转、连接的方法模拟枝干弯曲的形态。其次,基于枝干生成方法,利用分形迭代思想实现整株树体的建模。为提高仿真度,通过加入干扰因子使最终生成的树体枝干模型不过于规则。最后,为实现模型的可视化,选用OpenGL图形技术和Visual C++作为模型可视化工具和开发工具,通过对所建立的模型进行数学描述以及场景渲染和特征参数提取,建立一个支持交互的三维树木建模系统。

关键词：森林测计学树木建模三维可视化分形迭代 OpenGL 交互设计

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基于Xfrog的树木建模及生长模拟

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北京林业大学学报 2009年第S2期31卷 64-68页

作者：王忠芝胡逊之北京林业大学信息学院

为探讨树木模型和生长动画的模拟,真实简单的模拟植物模型及其生长,对Xfrog植物模型生成软件进行研究。在客观分析树木建模及生长模拟难点的基础上,研究了Xfrog中表达树木拓扑结构的核心原理及其制作树木生长动画的基本方法;详细探讨了... 详细信息

为探讨树木模型和生长动画的模拟,真实简单的模拟植物模型及其生长,对Xfrog植物模型生成软件进行研究。在客观分析树木建模及生长模拟难点的基础上,研究了Xfrog中表达树木拓扑结构的核心原理及其制作树木生长动画的基本方法;详细探讨了采用Xfrog进行树木建模和生长模拟的流程及其关键问题;并基于Xfrog实现了油松、侧柏、栓皮栎等多种北京山区的代表性树种的建模和生长模拟,取得了逼真的模拟效果。该法可用于树木几何模型及其生长动画的快速制作,并对研究树木模型表达和生长模拟具有借鉴意义。

关键词：树木建模树木生长模拟 Xfrog

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基于空间资源竞争的三维树木建模方法

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计算机科学 2019年第S11期46卷 38-41,46页

作者：杨海泉王仪丰王志强张志伟深圳大学计算机与软件学院广东深圳518060 天津理工大学计算机科学与工程学院天津300384

针对自然界中树木种类多、几何形态复杂以及结构差异大等特点,文中探讨了一种基于空间资源竞争的树木建模方法。在一定空间内随机地放置吸引点,根据树节点和吸引点之间的交互过程构建树木三维骨架,采用贝塞尔曲线优化树木骨架,通过圆台... 详细信息

针对自然界中树木种类多、几何形态复杂以及结构差异大等特点,文中探讨了一种基于空间资源竞争的树木建模方法。在一定空间内随机地放置吸引点,根据树节点和吸引点之间的交互过程构建树木三维骨架,采用贝塞尔曲线优化树木骨架,通过圆台建构树木几何模型。利用叶序和阴影传播算法控制叶子在枝干上的分布。与L-系统和空间殖民算法生成的树木进行对比分析的结果表明该方法绘制的树木真实感强,不仅能有效避开障碍物生长,而且数据量小。

关键词：树木建模计算机仿真空间资源竞争贝塞尔曲线阴影传播算法

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面向GIS的动态树木建模研究

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计算机工程与设计 2007年第22期28卷 5524-5527页

作者：张海歆王彦广李京伟中国空间技术研究院卫星应用系统部北京100086 中国空间技术研究院北京100094 航天量子数码科技有限公司北京100037

树木是动态的实体,具有生长及四季变化的特性。目前,面向GIS的树木建模主要采用贴图法等静态的建模方法,无法表现树木的动态特性。基于时变L系统提出了一种面向GIS的动态树木模型。该模型能模拟树木不同的生长阶段及四季变换,并采用存储... 详细信息

树木是动态的实体,具有生长及四季变化的特性。目前,面向GIS的树木建模主要采用贴图法等静态的建模方法,无法表现树木的动态特性。基于时变L系统提出了一种面向GIS的动态树木模型。该模型能模拟树木不同的生长阶段及四季变换,并采用存储L系统公式及参数的方法,存储量小,适合GIS环境下对树木有动态变化的应用需求。

关键词：地理信息系统树木建模时变L系统生长四季变换

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基于GMM和IFS的单幅图像树木建模方法研究

基于GMM和IFS的单幅图像树木建模方法研究

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作者：王士勇燕山大学

学位级别：硕士

树木建模是虚拟现实研究的热点,但是树木的基因结构和生长环境复杂,导致了树木建模过程繁琐复杂。自然场景对实时性和逼真度要求很高,现阶段的树木建模过程精度差、渲染速度慢等瓶颈限制了三维树木在虚拟场景中的应用。从以上角度提出... 详细信息

树木建模是虚拟现实研究的热点,但是树木的基因结构和生长环境复杂,导致了树木建模过程繁琐复杂。自然场景对实时性和逼真度要求很高,现阶段的树木建模过程精度差、渲染速度慢等瓶颈限制了三维树木在虚拟场景中的应用。从以上角度提出基于高斯混合模型和迭代函数相结合的单幅图像树木建模,并模拟了树木在风中摇摆的场景。首先,传统图像分割方法具有易受干扰、稳定性不强、低精确度等缺陷,改进了基于高斯混合模型对图像进行图像分割的方法,从统计的观点对图像像素进行分类,把图像中像素点均值与高斯混合模型相匹配,根据匹配规则确定像素类型,并把像素分配到相应的模型当中,从像素域角度出发,解决了传统图像分割方法的低精确度等缺陷。其次,针对树干形状调整交互性差和逼真度不高等缺点,提出了把迭代函数系统和图像分割相结合的建模方法,利用图像中像素的分类信息生成与图像中树木相近的三维树干,接着利用树木生长自相似性衍生出次级树枝,改变树枝的参数可以生成新的树木,在速度上和逼真度上有所提高。然后,在对枝条进行渲染的同时,利用动力学理论对树木在风中的摇曳进行了计算机模拟,对于小振幅的非末梢树枝利用静力分析来计算他们的变形,而对于振幅较大的末梢树枝的运动是基于波动理论,通过界面可以控制摆动的大小,达到交互的目的。最后,利用OpenGL图形编辑功能,在VC++6.0平台下设计了相应软件开发系统,实现树木的三维建模并验证以上理论方法的可行性,达到了逼真度和实时性上的优化,最终应用于国家863项目“空天”中。

关键词：树木建模图像分割迭代函数系统基于图像建模高斯混合模型树木摇摆

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三维树木建模技术方法研究

三维树木建模技术方法研究

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作者：翟旭首都师范大学

学位级别：硕士

真实感图形一直是计算机图形学中最具挑战性和最前沿的研究方向之一,如何有更加效地简化模型模拟风、雪、云、雨、花草、树木等自然景物和现象成为计算机图形学的核心问题。在这些不规则物体当中,最难模拟的是树木的模拟仿真技术,因为... 详细信息

真实感图形一直是计算机图形学中最具挑战性和最前沿的研究方向之一,如何有更加效地简化模型模拟风、雪、云、雨、花草、树木等自然景物和现象成为计算机图形学的核心问题。在这些不规则物体当中,最难模拟的是树木的模拟仿真技术,因为在对树木进行建模时,一棵树的树叶量巨大、树皮纹理极其复杂,如果将这些因素都反应到程序的代码中,将造成数据量的极具膨胀,消耗了大量的绘制时间；但是人眼所能够接收到的信息量是极其有限的,因此把一棵树作为一个整体进行建模,它的某些细节特征就没有必要进行详细的模拟,尤其在动画中,这些细节就更没有必要显示出来,相反的树的运动过程的真实程度就显得更为重要。首先,本文介绍了本课题的相关背景,详细描述了国内外树木模拟研究现状,并通过分析和总结,在最新研究成果的基础上,提出了本文的技术思想,基于分形理论系统模拟树木。其次,介绍了当前树木建模的多种方法,包括基于分形迭代理论的方法、基于语法规则的方法、基于纹理的方法和基于粒子系统的方法。之后详细介绍了分型迭代和基于语法规则方法的基本原理。针对树木三维建模的真实感和实时性的关键问题,对基于L系统的树木建模方法-三角形网格模拟算法进行分析,结合其优缺点,提出了基于改进L系统的多边形网格静态树木模拟算法。随后又对树木随风摆动的效果进行了研究,提出了对枝条进行分层建模并结合分形迭代理论进行模拟的方法,使得风场对树枝的影响能够随层次结构逐条进行分析计算,从而达到较好的摇摆效果。最后,本文基于Win XP操作系统,VC++6.0集成开发环境和OpenGL开放图形库在个人台式机上实现了基于分型迭代系统的树木随风摆动的动态模拟演示系统,生成了不但能满足视觉效果,而且达到实时性要求的动态图像。

关键词：计算机图形学树木建模分形 L系统风场树木摆动

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基于卷积曲面的三维树木建模

基于卷积曲面的三维树木建模

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作者：魏为广西大学

学位级别：硕士

在三维场景的建模中,必不可少的当然是树木。然而树木由于自身的复杂性,并不像汽车、房屋一样便于绘制。如何使用计算机语言快速、简便、逼真地绘制出一颗树木,一直是计算机图形工作者研究的目标。经过多年的研究,已经有多种方法进行树... 详细信息

在三维场景的建模中,必不可少的当然是树木。然而树木由于自身的复杂性,并不像汽车、房屋一样便于绘制。如何使用计算机语言快速、简便、逼真地绘制出一颗树木,一直是计算机图形工作者研究的目标。经过多年的研究,已经有多种方法进行树木建模,但是用于绘制树木的曲面技术只有两种,一种是参数曲面,一种是隐式曲面,一般树木建模只是单独使用一种曲面技术。参数曲面的优点是易控制、易绘制,计算量小,缺点是连接的不连续性导致连接处不光滑。隐式曲面虽然难以绘制,但可以解决参数曲面连接处不连续的问题。可以说隐式曲面和参数曲面形成较好的互补作用。本文提出一种新的绘制三维树木的方法,结合两种曲面进行树木建模。首先将树木分为树干、树枝、树叶。树干粗壮,能反应出树木的具体特征。树枝与树叶一般比较茂密,数量多,树叶会遮挡着树枝。因此,当人们观察一颗树木的时候,主要会观察树叶与树干。因此可以使用隐式曲面绘制树干,解决了连接处的不连续性,并且可以观察到树干的细节。使用参数曲面绘制树枝,计算量小,可以绘制出枝繁叶茂的景象。本文提出一种新的L系统方法——分段L系统,使用分段L系统来结合通过隐式曲面绘制的树干与参数曲面绘制的树枝。最后使用基于GPU的着色语言GLSL,将绘制方法通过GPU实现,改进了传统基于CPU的绘制算法,提高绘制速度,增强了图形逼真度。实验证明,使用本文的方法,能完整建立三维树木模型,并且拥有良好的视觉效果。

关键词：树木建模参数曲面隐式曲面 L系统 GPU着色语言

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广义参数化的树木建模与真实感绘制

广义参数化的树木建模与真实感绘制

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作者：刘冬香北京林业大学

学位级别：硕士

树木种类繁多,结构复杂,形态各异,对树木的建模与绘制一直是图形学领域的挑战性课题,树木拓扑结构的有效表达以及树木的快速真实感绘制具有重要的研究意义。针对功能结构模型GreenLab的输出数据,本文定义了基于二叉树的树木结构表达方法... 详细信息

树木种类繁多,结构复杂,形态各异,对树木的建模与绘制一直是图形学领域的挑战性课题,树木拓扑结构的有效表达以及树木的快速真实感绘制具有重要的研究意义。针对功能结构模型GreenLab的输出数据,本文定义了基于二叉树的树木结构表达方法,并在此基础上提出并实现了保持视觉等价和生物量分布的树木结构简化方法。本文提出了一个广义参数化的树木建模方法,基于此设计实现的广义参数化的树木建模与绘制系统,除了可依据用户所输入的几何参数和非几何参数对单株树木进行建模之外,还实现了树木真实感绘制与生长过程模拟。系统利用GPU可编程技术对参数化建模以及绘制过程进行了优化,有效地提高了算法效率。本文根据实际采集的杨树107数据和京2杨数据建立GreenLab模型,并以这两树种模型为例对系统进行了检验。实验结果表明,本文所提出的广义参数化树木建模方法,有利于生成反映树木生长规律的几何模型,便于对树木生长过程的模拟,所构建的广义参数化的树木建模与绘制系统能生成真实感较强并反映真实植物学原理的树木模型,并能实现较平滑的树木生长过程动态模拟。

关键词：广义参数化树木建模真实感绘制 GreenLab模型

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基于分形L系统的树木建模方法研究

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山西农业大学学报（自然科学版） 2017年第8期37卷 605-608页

作者：张权义山西农业大学文理学院山西太谷030801

[目的]虚拟树木是场景可视化的重要组成部分。为建立真实感的树木模型,本文提出了基于分形L系统的树木可视化方法,建立包含枝干,分叉角度等信息的树木拓扑结构模型。[方法]首先根据现实生活中树木的结构解析出分形L系统的生产式和初始串... 详细信息

[目的]虚拟树木是场景可视化的重要组成部分。为建立真实感的树木模型,本文提出了基于分形L系统的树木可视化方法,建立包含枝干,分叉角度等信息的树木拓扑结构模型。[方法]首先根据现实生活中树木的结构解析出分形L系统的生产式和初始串,产生字符串,然后使用MATLAB软件根据字符串中的字符解释成几何图形,实现对树木的建模。[结果]使用该方法逼真地模拟了白杨树的拓扑结构,并且该方法具有一定的可移植性。[结论]使用MATLAB软件基于分形L系统的树木建模方法具有一定的应用性和推广性。

关键词：树木建模分形L系统 MATLAB

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