基于opengl的树木三维形态模拟

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1、西安电子科技大学硕士学位论文基于OpenGL的树木三维形态模拟姓名：陈学荣申请学位级别：硕士专业：机械制造及其自动化指导教师：璩柏青201201 植物仿真是自然场景的重要组成部分，在虚拟现实和计算机动画等应用中，所构造植物模型的精细程度，和外观效果的逼真程度直接影响室外场景的真实感。因此，植物的建模与绘制一直是计算机图形学领域研究的热点之一。本文基于���，借助����开发工具，结合分形几何学的相关算法原理，构建了一个模拟树木三维形态的窗口系统。该系统可以模拟出外形多样的树木，所模拟树木的树干、树叶和果

2、实都比较接近现实中的真实实物。在该系统中还可以通过键盘调整观察角度，从不同方向和不同角度观察所模拟树木。本文采用分形递归算法生成树木，在具体实现时结合实际情况对算法做了相应改进，使生成树木的效果有所改善。在程序编写中，运用显示列表技术优化树干和树叶渲染速度，采用纹理贴图技术提高仿真度。关键字：植物仿真虚拟现实�辬�分形几何 �������������������������������������琤�����������������������������．�������������������� 真实

3、感图形显示技术已经成为快速、经济地生成图片的关键技术。它是近代计算机科学与图像处理技术的发展结果。今天已经广泛应用于造船、航空航天、汽车、电子机械、土建工程、影视广告、地理信息、轻纺化工、网络游戏等领域中。在应用中推动各领域学科的不断发展，而且在不断解决各应用领域中提出的各类新课题时又进一步充实和丰富了计算机图形学学科的内容。虚拟现实���������虺芕�又称虚拟现实环境，是指由计算机生成并可通过一些特殊设备与虚拟物体进行交互操作。虚拟现实技术综合图形、图像、声音、手势、语音等要素，试图给计算机使用者

4、创造一种全新的感官体验，使其具有置身于真实世界的感觉。目的是使用计算机生成一个逼真的三维感觉世界【�【�。在此环境中用户看到的是全彩色主体景象，听到的是虚拟环境中的音响，手脚可以感受到虚拟环境所反馈给沉浸是指用户借助各类先进的传感器进入虚拟环境之后，由于他所看到的、听到的、感受到的一切内容非常逼真，因此，他相信这一切都“真实”存在，而且相信自己正处于所感受到的环境中。交互是指用户进入虚拟环境后，不仅可以通过各类先进的传感器获得逼真的感受，而且可以用自然的方式对虚拟环境中的物体进行操作。想象是由虚拟环境的

5、逼真性与实时交互性而使用户产生更丰富的联想，它是获取沉浸感的一个必要条件。人们对虚拟环境的构建决定着如何使虚拟物体更加真实【�。实物虚化是现实空间向多维信息化空间的映射。它具体基于以下几种技术：基本模型构建技术。它是应用计算机技术生成虚拟世界的基础，它将真实世界的对象体在相应的�虚拟世界中重构，并根据系统需求保存部分物理属性。空间跟踪技术。这主要是根据头盔显示器、数据手套、数据衣等常用的交互设备上的空间传感器确定用户的头、手、身体或其他操作物在�虚拟环境 位差、声压差等进行虚拟环境的声音跟踪。虚拟现实技

6、术主要研究的是交互式实时三维图形在计算机环境模拟方面的应其中的许多问题，不断地推动虚拟现实技术的发展。��国内外研究现状和发展趋势������主要从事功夫打斗的虚拟游戏系统。 ��7⒌拇笙钅縑����������������������就是专门为在座舱内训练飞行员而研制的，已在是与那些可视效果和动态质量差的沉浸式系统相比，许多学术界和工业界的用户目前����公司正在用����的硬件创造建筑物和房屋，以使人们能够从中体验和修改各种内景。建筑物的外部结构和内部构造都是动态可适应的，尤其是灯具的选择、布景、亮

7、度、其他光源的定位和规格。灯光模拟的基础是“平行自适应光照��������������，这一创新技术在描绘灯光效果时大大提高了景物的真实性。我国�技术研究起步较晚，与国外发达国家还有一定的差距。但我国政府和各科研单位对�技术的研究是积极的。九五规划、国家自然科学基金委、国家高技术研究发展计划等都把�列入了研究项目。国内一些重点院校则已投入到�技术领域的研究工作。北京航空航天大学计算机系着重研究了虚拟环境中物体物理特性的表示与处理；在�中的视觉接口方面开发出部分硬件，并提出有关算法及实现方法；实现了分布式

8、虚拟环境网络设计，可以提供实时三维动态数据库、�演示环境、用于一飞行员训练的�系统、�应用系统的开发平台等。哈尔滨工业大学计算机系已轻成功地虚拟出了人的高级行为中特定人脸图像的合成，表情的合成和唇动的合成等技术问题。西安交通大学信息工程研究所对虚拟现实中的关键技术——立体显示技术进行了研究。他们在借鉴人类视觉特性的基础上提出了一种基于��标准压缩编码新方案，并获得了较高的压缩比、信噪比以及解压速度，并且己经通过实验结果证明了这种方案的优越性