三維可視化引擎研究.pdf

1、隨著可視化應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，人們對(duì)可視化的需求也越來(lái)越復(fù)雜?？梢暬娴难芯?，有助于科學(xué)計(jì)算的數(shù)據(jù)用直觀的三維真實(shí)感圖形表現(xiàn)出來(lái)，方便用戶更快更好地對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行理解和分析。數(shù)據(jù)建模是可視化關(guān)鍵技術(shù)之一，空間結(jié)構(gòu)曲面按表達(dá)式可分為函數(shù)曲面與自由曲面。函數(shù)曲面可以由解析函數(shù)表達(dá)式來(lái)表達(dá)，建模方便，而自由曲面無(wú)法用解析函數(shù)表達(dá)式來(lái)表達(dá)，建模有一定難度。本文根據(jù)適合空間結(jié)構(gòu)自由曲面建模的B樣條方法及其特點(diǎn)，采用雙三次B樣條曲面插值算法進(jìn)行數(shù)

2、據(jù)建模；針對(duì)大規(guī)模數(shù)據(jù)，采用Delaunay三角網(wǎng)格剖分算法生成三角形網(wǎng)格來(lái)構(gòu)造曲面。直接體繪制技術(shù)將三維體數(shù)據(jù)映射到二維投影平面上產(chǎn)生最終繪制結(jié)果，具有半透明顯示數(shù)據(jù)場(chǎng)的不同區(qū)域和內(nèi)部細(xì)節(jié)的優(yōu)勢(shì)，但體繪制需要處理的數(shù)據(jù)量龐大、生成圖形的算法比較復(fù)雜、處理時(shí)間長(zhǎng)。本文研究了光線追蹤算法和投影成象算法相結(jié)合的體繪制方法，結(jié)合GPU的可編程頂點(diǎn)處理器和片段著色器，將三維體繪制的部分繪制計(jì)算(如頂點(diǎn)變換、紋理映射、色彩轉(zhuǎn)換等)從CPU轉(zhuǎn)移到G

3、PU的頂點(diǎn)和片段著色器上進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)了圖形的快速繪制。層次包圍盒方法是解決碰撞檢測(cè)問(wèn)題固有時(shí)間復(fù)雜性的一種有效方法--通過(guò)包圍盒間的快速相交測(cè)試來(lái)及早地排除明顯不可能相交的基本幾何元素對(duì)，進(jìn)一步對(duì)包圍盒重疊部分的元素進(jìn)行相交測(cè)試，以提高碰撞檢測(cè)速度。 本文結(jié)合AABB包圍盒和OBB包圍盒的優(yōu)點(diǎn)，研究了基于LDI的碰撞檢測(cè)算法。該算法通過(guò)構(gòu)造物體的OBB層次包圍樹(shù)，遞歸遍歷物體的層次包圍盒樹(shù)進(jìn)行OBB包圍盒的碰撞檢測(cè)。針對(duì)碰撞發(fā)