基于骨架截集的交互式三維分形樹造型技術(shù).pdf

1、分形作為一門新興的交叉學(xué)科，受到非線性學(xué)術(shù)界的廣泛重視。分形為探討自然界復(fù)雜事物的客觀規(guī)律及其內(nèi)在聯(lián)系提供了新的概念和方法。在自然景觀的模擬特別是植物的模擬中，分形技術(shù)展現(xiàn)了其獨(dú)特的優(yōu)勢，成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一。
　　 利用分形進(jìn)行植物模擬實(shí)際上是利用植物自身結(jié)構(gòu)的分形特征生成植物圖形。目前主要的模擬的方法有：迭代函數(shù)系統(tǒng)IFS、L-系統(tǒng)、受限擴(kuò)散凝聚DLA模型和粒子系統(tǒng)等。本文基于迭代函數(shù)系統(tǒng)IFS，結(jié)合骨架截集造型方法，討論

2、了交互式三維分形樹的造型技術(shù)。
　　 本文首先介紹了帶凝集IFS、帶參量IFS、不壓縮IFS、再歸IFS等幾種擴(kuò)充的IFS數(shù)學(xué)模型、基于點(diǎn)和直線的IFS分形樹造型技術(shù)，為進(jìn)一步利用IFS數(shù)學(xué)模型模擬植物奠定理論基礎(chǔ)。
　　 其次介紹了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)三維造型中的骨架截集造型方法，主要包括骨架截集造型方法的定義、基本原理和具體函數(shù)的使用，為在三維分型樹造型中利用骨架截集造型方法替代圓臺造型方法提供基礎(chǔ)。
　　 最后分析

3、了基于圓臺造型的三維分形樹木IFS遞歸算法的優(yōu)缺點(diǎn)，然后采用基于骨架截集的多種樹枝造型，對原有的遞歸算法加以改進(jìn)，使IFS數(shù)學(xué)模型能夠和骨架截集造型方法相結(jié)合，進(jìn)而提出了基于骨架截集造型技術(shù)的三維分形樹木IFS遞歸算法，并對這兩個(gè)算法的三維分形樹生成效果進(jìn)行比較。在編程實(shí)現(xiàn)部分，主要介紹了二維仿射變換的計(jì)算、三維變換的獲得、二維樹枝造型的生成、二維樹枝造型數(shù)據(jù)向三維樹枝造型的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和三維分形樹的遞歸生成。
　　 本文在基于圓臺

4、造型的三維分形樹木IFS遞歸算法的基礎(chǔ)上，提出了基于骨架截集造型技術(shù)的交互式三維分形樹木IFS遞歸算法。從簡單的和非真實(shí)感的二維手繪圖形快速生成復(fù)雜的和具有真實(shí)感的三維樹木模型，得到的三維分形樹連接自然，形態(tài)逼真。該方法克服了基于圓臺造型的三維分形樹木IFS遞歸算法樹枝造型種類單一、固定、造型數(shù)據(jù)與仿射變換數(shù)據(jù)相同和造型效果僵硬等缺點(diǎn)，使得樹枝造型種類多樣化、隨機(jī)化、造型數(shù)據(jù)與仿射變換數(shù)據(jù)相關(guān)、造型效果更加自然。為三維分形樹造型技術(shù)的研