基于opengl的树木场景渲染分析与实现

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1、第27卷第5期计算机仿真2010年5月文章编号：1006—9348(2010)05—0231—04基于OPENGL的树木场景渲染分析与实现黄秀常(义乌工商学院，浙江义乌322000)摘要：研究了基于OPENGL的树木生成算法与树木场景渲染模式，针对自然界中的植被场景中植物的三维建模难以实现高效、快速、准确的实时渲染的难题，为改善树木形态结构建模与实时渲染的效果和速度，提出了一种面向GPU的针对叶簇的渲染架构，给出了树木建模与渲染的具体实现算法，并完成了三维替代物渲染技术，结合叶簇不同形态，采用基于几何模型的枝干渲染和基于2．5维替代物的叶簇渲染，较大地

2、提升了视觉效果的真实性，使树木建模与实时渲染效率和准确性均得到明显提高。仿真结果表明，树木场景渲染实现模式能够较好的满足图像处理需求。关键词：场景渲染；生成算法；几何模型中图分类号：TP311．1文献标识码：BAnalysisandImplementationofTreeSceneRenderingandModelingHUANGXiu—chang(IndustrialandCommercialCollege，YiwuZhejiang322200，China)ABSTRACT：Thispaperstudiesthetreegenerationalgor

3、ithmbasedonOPENGL，includingthetreegenerationprocess，themodelfilestoragestructureandreal—timerenderingoftreesandmodeling．Aimedattheproblemofthree—dimensionalmodelingfortheplantvegetationinthescene，inordertoimprovethemorphologicalstructuremolelingofthetrees，amoredetaileddescriptio

4、nofthetreesandthescenemodelinganalysisandimplementationprocessoftreerenderingarepresented．Aspecificalgorithmformodelingandrenderingoftreesispresentsbasedonthegeometricmodeland2．5一dimensionalrenderingbranchesalternativerenderingofthefoliage，toenhancethetheauthenticityofvisualefec

5、ts，SOthatthetreesmodelingandreal—timerenderingaremoreeficient．KEYWORDS：Scenerendering；Generatingalgorithm；Geometricmodel1引言2树木生成算法原理分析植物(树木)是种类繁多的自然景观的组成部分之一，众2．1树木生成过程多的研究者一直在关注树木的实时渲染与建模表示，对树木可以把生成树木模型的过程看作一个递归的过程，起始进行基于有效、快捷算法的模拟具有很重要的意义。在传统点是树木的树干部分，一级一级的子树枝分别由当前树枝逐的树木场景实时渲染

6、中，由于树木具有复杂的三维结构和不级生长出来。图1演示出其生长的规律L2J。确定的生长过程，因此往往难以实现高效、快速、准确的实时从图中可见，树木的生长有四种可能性，每种可能性的渲染。概率均为四分之一。可以通过设置最大深度和最小深度，来本文采用基于OPES／GL的树木场景渲染模式，改进了传防止树木永远生长下去或者刚开始就停止生长。在树枝的统的替代物渲染技术，设计了一种面向GPU针对叶簇的渲深度超过最大深度的情况下，树木停止生长；而在树枝的深染架构，应用2．5维替代物渲染技术，结合OpenGL部分扩展度比最小深度小的时候，则不断地长出侧枝与顶枝。下面的来

7、对树木场景渲染建模进行构建，采用ISOC++及STL，使算法体现出在已知当前树枝参数的前提下，对下一级树枝的渲染平台具备灵活的可移植性，提升了树木场景渲染视觉效参数的计算方法：将当前树枝半径设置为x，长度设置为Y，果的真实性和效率。仿真结果表明，本研究所构建的树木场位置设置为z，方向设置为R，下面的式子可以计算出下一级景渲染实现模式能够较好的满足图像处理需求。顶枝的参数值：X⋯=(0．7+0．2x)XiYJ+1=(0．7+0．2x)YiZi+l=Zi+YiRi收稿日期：2009～12—01修回日期：2010—01—25R+=M(p，R；)M(0【，Ai

8、)R；，区间为(0，60)，p区一231—图2生成的树木模型不再生长只长侧枝只长顶枝侧枝顶技都