| 题名 | 虚拟现实中的植被建模以及可视化技术 |
| 作者 | 唐飞 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2008 |
| 授予单位 | 中国科学院．新疆生态与地理研究所 |
| 导师 | 杨辽，中国科学院新疆生态与地理研究所 |
| 关键词 | 虚拟现实 |
| 其他题名 | Modeling and Visualization of Plants in Virtual Reality |
| 中文摘要 | 对现实世界的真实模拟一直是虚拟现实技术的追求，而植被作为自然界最常见也是最重要的组成部分之一，对其进行真实感的建模以及绘制就成为虚拟现实技术的重要研究方向之一。其中包括的主要研究内容既有从宏观上对植被生态系统的建模也有微观上对具体植被的结构造型建模，以及在对实时性极其敏感的环境下对这些模型进行真实感的绘制。 本文首先介绍了计算机实时图形绘制相关的基础知识，包括图形变换、消隐、光照处理、纹理、雾化以及细节层次模型（LOD）等方面的基本概念、原理、模型和相关的一些典型算法。其次讨论了基于L-系统的树木造型建模方法，使用C++编程语言实现一个基于多叉树数据结构的L-系统并且进行了几何解译。对树木的多边形几何模型进行进一步的化简得到了适于计算机实时绘制的离散LOD模型。之后提出了一个使用GIS（地理信息系统）数据和Wang Tiles技术来进行生态系统建模的方法，在程序的运行过程中生成植被的分布以及属性数据。最后使用了不同的方法对树木以及草地进行了实时真实感的绘制。最终系统达到了在虚拟现实环境下在大范围的植被场景中进行交互漫游的效果。Generation of realistic scenes is an important topic in Virtual Reality. As an important component of geographic environments, vegetation is indispensable in the process of visualization of virtual geographic environments. The task include modeling distribution of the hole plant ecosystem and structure of individual plant, and render them in a realistic and real-time way. Firstly, the dissertation introduce the basic knowledge of real-time rendering. such as transformation, hidden handling, illumination handling, texture mapping, fog and geometry Level of Detail (LOD). secondly, the dissertation discuss the method that modeling tree based on L-system, the program is in C++, L-system is programmed use n-tree data structure. The L-system tree model is interpreted to geometry model, and then simplified to discrete LOD models. Thirdly, presents a new method to generate positions and attributes of individual plants at application runtime using Wang Tiles and vegetation coverage data from geographic information system. At last, by utilizing geometry level-of-detail model and texture splatting, real-time rendering is achieved. Experiments show that this method could visualize large-scale scenes with vegetation at interactive frame rate while moving through in virtual environment. |
| 语种 | 中文 |
| 学科主题 | 在生物科学上的应用 |
| 公开日期 | 2010-11-12 |
| 页码 | 共69页 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.xjlas.org/handle/365004/8096]  |
| 专题 | 新疆生态与地理研究所_中国科学院新疆生态与地理研究所(2010年以前数据) |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 唐飞. 虚拟现实中的植被建模以及可视化技术[D]. 中国科学院．新疆生态与地理研究所. 2008. |
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