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自然景物生成方法的研究
魏丕
学位类型工学硕士
导师马颂德
1992-03-01
学位授予单位中国科学院自动化研究所
学位授予地点中国科学院自动化研究所
学位专业模式识别与智能系统
摘要最近几年,利用计算机进行二维或三维计算机动画制作,已成为计算 机图形学的一个重要分支。计算机动画制作系统,一般主要的由物体几何 造型、动画自动生成、画面成像(包括材料选择、纹理生成和光照效果)以 及动画视频输出等四部分组成:物体几何造型是计算机动画制作基础。造 型的好坏直接影响动画片的可视性和逼真性。 目前,国外已有几种三维计算机动画制作软件,比较成功的有:法国 TDI公司的EXPLORE系统,美国WAVEFRONT公司的WAVEFRONT系统。 它们 之所以成功的原因在于提供了强有力的物体几何造型工具。 所谓物体几何造型,是运用一定的方法和技术,来表示、存储物体的 几何和物理信息。一般采用自由曲面造型和实体几何造型两种方法。平面 及曲面几何造型是把物体用其各表面来描述而形成的三维空间中多边形或 参量曲面的集合。它的数学模型,一般用多边形的平面方程及其顶点,或 用参量曲面方程及参数变化范围表示。各自由曲面造型的优点是具有较强 的表面表达能力,便于对各种曲面形体进行几何造型。另一方面,由于实 体(solide)具有高度的抽象能力,并且许多实体间的操作可自动完成,人 们已逐渐重视根据物体的体积描述物体所占据的三维空间,来进行物体的 几何造型,这样的造型方法即为(solide mode ling)实体几何造型。 在计算机动画制作系统中,为了产生逼真的动画效果,有时要建立象 山、浪、云、树、草等自然景物的模型,这些复杂的自然景物一般不容易 用自由曲面造型和实体造型的方法来描述,很难用一般方法获得真实的效 果。为此现在已有一些模拟这些自然景物的方法。常用的有:随机分数维 几何学(Random Fracta1 Ge Geotry)、粒子系统(Particle System)、正规 文法系统(Graftle)等等。另外, 还有一些针对某些自然景物的特殊的造 型方法,如产生树、云、海浪等的模型方法。 在本论文中,首先对基本的自然景物生成方法——Fractal进行了阐 述,并且给出了用IFS方法产生的一些自然景物。 接着阐述了如何综合具 有分支结构的自然景物的植物学和美学特征,再根据特定的规则,生成网 格矩阵(Ramified Matrix),控制产生具有一定特殊性的分支结构,如树、 草等自然景物。这两种方法各有利弊。前者能很好地体现自然景物的自相 似性和随机性,但是在产生IFS码和根据IFS码产生图形时具有一定的局限 性,无法在生成图形之前控制最后结果的形状和分支特征。后者能很好地 控制分支结构的最后形
馆藏号XWLW263
其他标识符263
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.ia.ac.cn/handle/173211/7055
专题毕业生_硕士学位论文
推荐引用方式
GB/T 7714
魏丕. 自然景物生成方法的研究[D]. 中国科学院自动化研究所. 中国科学院自动化研究所,1992.
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