水利工程復(fù)雜虛擬視景建模及軟件加速技術(shù)的研究.pdf

1、用計(jì)算機(jī)生成真實(shí)感強(qiáng)的虛擬視景,并與視景實(shí)時(shí)交互是虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域最具挑戰(zhàn)性的研究方向之一.本文在認(rèn)真分析和總結(jié)相關(guān)工作的基礎(chǔ)上,結(jié)合"引江濟(jì)太三維動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)"等課題的需求和應(yīng)用,從圖形動(dòng)態(tài)模擬的角度出發(fā),以真實(shí)感和實(shí)時(shí)性為目標(biāo),重點(diǎn)針對水利工程復(fù)雜視景的處理需要,系統(tǒng)研究復(fù)雜視景的三維建模、視景交互及可見性判定、多細(xì)節(jié)層次模型簡化等軟件加速技術(shù)及它們的實(shí)現(xiàn)技術(shù),取得了一些成果,所做的主要工作和研究成果如下:(1)研究水利工程數(shù)字高程模型

2、及地物模型的建立方法;給出一種基于3D結(jié)構(gòu)和圖象混合模型的建模方法.該方法根據(jù)圖象的邊緣特征,利用逆投影變換得到模型的三維空間參數(shù)和視點(diǎn)位置參數(shù).(2)研究三維視景的實(shí)時(shí)交互技術(shù)、碰撞檢測技術(shù)和三維物體拾取技術(shù),針對虛擬視景交互漫游的碰撞檢測問題,提出了碰撞預(yù)檢測和碰撞精檢測相結(jié)合,并通過對視點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)估計(jì)快速進(jìn)行碰撞預(yù)檢測的解決方法;針對在虛擬視景的特點(diǎn),提出一種簡明、高效的三維物體選取的改進(jìn)方法.(3)分析與比較基于景物空間相關(guān)性

3、的消隱方法和基于圖象空間相關(guān)性的遮擋刪除方法的特點(diǎn),給出一種將BSP樹算法和遮擋物思想有機(jī)地結(jié)合起來,并利用幀連貫性加速每幀圖象計(jì)算的快速消隱算法.(4)根據(jù)復(fù)雜虛擬視景實(shí)時(shí)顯示的需要,建立基于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可變的多細(xì)節(jié)層次視景模型.研究基于頂點(diǎn)聚類的模型簡化方法和頂點(diǎn)對折疊的模型簡化方法,提供了一種利用八叉樹進(jìn)行網(wǎng)格模型的自適應(yīng)劃分算法;并給出視點(diǎn)無關(guān)網(wǎng)格簡化方法和視點(diǎn)相關(guān)網(wǎng)格簡化方法相融合的水利工程虛擬視景實(shí)時(shí)繪制方法.(5)在對現(xiàn)有的多