建筑物場景時(shí)變效應(yīng)模擬技術(shù)的研究和實(shí)現(xiàn).pdf

1、自然場景的時(shí)變過程模擬一直都是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域的重點(diǎn)內(nèi)容之一，而建筑物場景的時(shí)變效應(yīng)模擬則是其中一個(gè)重要的組成部分。建筑物場景時(shí)變效應(yīng)模擬技術(shù)涉及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、虛擬現(xiàn)實(shí)、材料科學(xué)、力學(xué)和建筑學(xué)等領(lǐng)域的諸多理論和方法，該技術(shù)的研究不僅對計(jì)算機(jī)圖形學(xué)相關(guān)學(xué)科有著重要意義，還對材料科學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域提供了一定的借鑒價(jià)值。
　　 本文在總結(jié)和分析國內(nèi)外時(shí)變效應(yīng)研究成果的基礎(chǔ)上，研究并實(shí)現(xiàn)了建筑物場景全局和局部時(shí)變效應(yīng)模擬技術(shù)。在不影響模型渲

2、染效果的基礎(chǔ)上，改進(jìn)了材料時(shí)變紋理的選取和匹配方法，使得建筑物時(shí)變效應(yīng)的模擬過程能夠滿足實(shí)時(shí)性的要求。本文主要研究內(nèi)容與成果概括如下：
　　 1．針對建筑物模型構(gòu)造和渲染的特點(diǎn)，結(jié)合Pfister設(shè)計(jì)了表面元素(SurfaceElements，簡稱Surfels)渲染方法，采用了八叉樹的存儲結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)模型采樣點(diǎn)的保存，對模型進(jìn)行了構(gòu)造和渲染。
　　 2．在上述模型構(gòu)造和渲染的基礎(chǔ)上，使用射線追蹤方法實(shí)現(xiàn)了在建筑物場景中模型

3、時(shí)變效應(yīng)的模擬。設(shè)計(jì)了一種時(shí)變紋理選取方法，使得模型的時(shí)變紋理選取過程不需要人工干涉，從而實(shí)現(xiàn)了建筑物場景中對變紋理的自動選取。
　　 3．本文對建筑物場景中時(shí)變效應(yīng)的局部細(xì)節(jié)進(jìn)行了研究。通過樣本分析方法構(gòu)造建筑物材料時(shí)變紋理，將時(shí)變紋理使用紋理貼圖方法在模型表面進(jìn)行渲染。設(shè)計(jì)了一種簡化幀渲染的方法，實(shí)現(xiàn)了建筑物場景的時(shí)變效應(yīng)渲染。
　　 上述建筑物場景時(shí)變效應(yīng)的模擬算法均在原型系統(tǒng)上進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)，原型系統(tǒng)的算例結(jié)果驗(yàn)證了