基于分形的3D立体树构建

基于分形的3D立体树构建

一、基于分形的三维实体树的构造(论文文献综述)

张宝云,黄敏[1](2010)在《一种新的分形树递归算法的研究》文中认为树木种类繁多,形态各异,在虚拟场景建模中具有广泛的应用,分形递归算法能够比较简单快捷的建立起分形树模型,但现有的分形树递归算法缺乏通用性,针对不同分枝形态的分形树需要建立不同的算法模型。本文对递归算法进行了改进,通过每次产生不同的随机数控制生成多种分枝形态各异的分形树。实验结果表明,该算法具有很好通用性,高效简洁,能生成形态更加丰富自然的分形树。

景向欣[2](2007)在《樟子松人工林单木动态生长三维可视化模型的研究》文中进行了进一步梳理树木生长过程的三维可视化模拟在林分的生长预测、森林的经营决策以及虚拟环境中的自然景物生成等方面都有着广泛的应用前景。本研究以不同年龄、不同密度及不同立地条件的樟子松(Pinus sylvestris L.var.mongolica Litv.)人工林作为研究对象,基于9块标准地中46株标准木的树干解析、枝解析及节子剖析数据,结合树木生物学特性及生长规律对林木树高、胸径、枝条位置和数量、总着枝深度、方位角等历史数据进行了推演计算;采用线性和非线性回归方法建立了林木枝下高、枝条基径、枝长、弦长、着枝角度、叶量分布、树皮厚度的预测模型,对树木的历史枝下高,历史枝条空间分布进行了推演。利用开发工具Visual C++6.0结合OpenGL函数、视景管理系统OpenGVS、建模工具MultiGen Creator的扩展工具SDK四项工具软件,结合实测数据及所建立的单木生长预测模型,构建了樟子松人工林单木生长过程的三维可视化动态生长演示,并实现了树木三维可视化模型与树木数据的交互操作,在对树木三维可视化模型观察的过程中可以通过操作来获取相应位置的实时树木属性数据。本研究为森林的经营管理、抚育间伐和森林培育提供了科学依据;在森林景观规划与设计、森林的经营决策、林业课程教学等方面都很有实用价值:并为树木动态生长过程模型向广义方面的研究奠定了基础。

赵世伟[3](2006)在《分数维图形技术应用研究》文中研究说明分数维造型是由法国数学家曼德布鲁特Mandelbrot创立的,用来描述那些不规则而欧氏几何又无法描述的几何现象和物体。近年来,计算机图形学在蓬勃发展和广泛应用,传统的欧氏几何学为它提供了有力的数学模型,在描述一些抽象图形或人造物体的形态时是非常有力的。但是,随着对CAD逼真程度要求的不断提高,自然景物模拟的迅速发展,使得传统图形学越来越显得力不从心。分数维造型为非整形状图形的计算机描述和处理提供了有利工具,成为目前研究世界物质模型的一个扩展。借助分数维造型的计算机生成,从少量的数据生成复杂的自然景物图形,使我们在仿真模拟方面前进了一大步。 本文对应用分形技术对自然景物的模拟,做了一些的探讨。应用随机插值模型形成随机山;应用递归插值法生成分形树,对不同的生成元生成的各种分形树,做了较深入的研究;应用LS文法模型生成分形树,设定随机函数生成随机分形树、树丛。最后,以VC++6.0为开发平台,结合OpenGL强大的三维接口,实现对自然景物模拟的研究。

谢绍锋[4](2006)在《森林资源信息三维可视化表达方法研究》文中研究表明森林资源信息三维可视化弥补了基于二维GIS森林资源信息系统对现实世界表达的逼真程度低,及在理解上带来极大不便的不足。它带给人们以全新的理解方式,从抽象的、定性的理解转变为具体的、视觉感官生动的理解。能为用户提供视觉上的感受,让用户对森林资源信息具有感性认识,更使得决策者对森林资源现状和规划设计有了更为生动、客观和理性的了解和认识,从而拓宽了森林资源管理人员的视角。 此课题将大大地提高森林资源管理的信息化水平,使森林资源管理更加科学化、合理化。能够系统全面地反应了森林资源的现状,直观地管理森林资源,准确监测和预测森林资源的动态变化,为各相关职能部门提供宏观的信息分析和决策支持,对于森林资源可持续发展的研究均有重要意义。 论文总结前人的研究基础上,对森林资源信息三维可视化表达方法进行了研究,论文所作的工作主要有: 1.根据林相图和等高线数据,以小班为单位,直接读取出小班相应的等高线数据,建立DEM模型,生成三维地形,并与高清晰度卫星影像图或航片叠加。 2.采用面向对象的思想进行数据结构与数据模型的设计,建立各类地物模型,设计统一的模型接口,将不同来源的三维自然景物模型纳入到同一应用系统中,并综合利用基于图形和基于图像的建模技术,实现了森林资源三维景观的重建。 3.在已生成的森林资源三维场景中,运用了光照、材质、明暗处理(平滑处理或平面处理)、雾化、纹理映射等渲染处理,改善了三维场景渲染的品质,增强用户在景观中的沉浸感,构造了具有高度真实感的森林资源三维景观。 4.使用层次细节技术(LOD),裁剪与消隐处理,提高三维场景的渲染速度,改善了森林资源三维景观可视化效果。使用碰撞检测技术为用户在三维场景漫游过程中提供碰撞检测,以增强森林资源三维景观的真实性。 5.在本文所研究算法的基础上,结合有关科研课题,利用已建立树木生长模型库,构建了一个功能较强,性能稳定,能够根据森林资源数据的变化,实时预测和重现的森林资源信息三维可视化系统。

郭艳丽,夏桂松,彭建怡[5](2005)在《基于OpenGL分形图形生成方法实现》文中研究表明分形理论作为数学与计算机双重学科发展的新兴产物,具有广泛的应用价值。本文结合具体实例阐述了分形几何的基本原理,讨论了分形图形产生的4种方法及其各自的适用范围,然后利用OpenGL结合具体实例和产生方法实现了分形图形的产生过程。

牟文英[6](2005)在《图像分形信息的提取研究及分形景物的生成》文中研究表明自从Benoit B. Mandelbrot于二十世纪七十年代创立分形几伺学以来,分形的研究受到了非常广泛的重视,尤其是在图像图形学领域,其原因在于分形既有深刻的理论意义,又有巨大的实用价值。 本文研究了分形理论在计算机图形学中的应用,包括图像分形信息的提取和分形景物的生成。 在图像分形信息的提取方面,本文提取了灰度图像的分形维数及自然景物图像的IFS参数。分形维数是描述自然界和非线性系统中不光滑和不规则几何体的有效工具,是所有分形对象的主要特征之一。文中针对灰度图像,借助数学形态学覆盖的思想,估算了其分形维数并对得到的多组数据进行了分析,从而得出分形维数同“面积量度”都可以作为划分图像不同区域的特征参数。相关的算法在MATLAB 7.0中进行了实现。 迭代函数系(IFS)的吸引子能够很好地模拟传统几何难以描述的各种自然景物。采用IFS进行景物模拟时,需要已知构成该IFS的各个压缩映射的参数,但对那些无已知参数的景物就无法模拟了。本文给出了一种基于拼贴定理的自然景物图像IFS参数的提取方法,在Visual C++6.0中的实验结果表明该方法简单可行,并且提取的参数能够满足模拟景物的需要。 在景物生成方面,本文分别生成了具有一定真实感的二维植物、二维分形山,并实现了三维地形的漫游。L系统是生成的分形图形的主要方法之一,目

祁燕,王琰[7](2002)在《基于分形的三维实体树的构造》文中进行了进一步梳理自然景物的建模是虚拟现实技术的关键之一 .本文以虚拟现实技术和分形理论为依据 ,对原有正三叉树算法提出了改进方法 ,利用随机函数来生成不同形态的树

二、基于分形的三维实体树的构造(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、基于分形的三维实体树的构造(论文提纲范文)

(1)一种新的分形树递归算法的研究(论文提纲范文)

1 引言
2 现有分形树的递归算法
3 改进的分形树递归算法
    3.1 算法思想
    3.2 算法流程图
    3.3 实验结果分析
4 结论

(2)樟子松人工林单木动态生长三维可视化模型的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 树木结构研究概述
    1.3 树木模拟理论研究概述
    1.4 树木三维可视化模型的研究概况
        1.4.1 三维可视化模型理论研究概况
        1.4.2 三维可视化模型软件开发及其应用概况
    1.5 存在的问题
    1.6 本文的创新之处
2 研究树种及研究地区自然概况
    2.1 研究树种
    2.2 研究地区孟家岗林场概述
3 数据的收集与整理
    3.1 建立三维树木动态生长过程模型数据选取的分析
    3.2 实验数据收集
        3.2.1 标准地的测定
        3.2.2 解析木的测定
        3.2.3 树干解析及测定
        3.2.4 枝解析
        3.2.5 生物量的测定
        3.2.6 节子(或死枝)的测定
    3.3 实验数据的整理
        3.3.1 实验数据的整理
        3.3.2 模型的拟合
        3.3.3 模型的独立性检验
4 基于实测数据和生长预测模型对树木历史数据的推演
    4.1 由实测数据结合树木生物特性及生长规律推演树木历史数据
        4.1.1 获得树木各部位直径的历史数据
        4.1.2 获得树高的历史数据
        4.1.3 获得标准枝的历史数据
        4.1.4 获得枝条数量的历史数据和各枝条总着枝深度的历史数据
    4.2 由生长预测模型推演树木历史数据
        4.2.1 结合节子剖析技术建立枝下高预测模型
        4.2.2 树皮厚度假设
        4.2.3 根据枝条生物量估计叶量分布规律
        4.2.4 枝条着枝角度预测模型
        4.2.5 枝条弦长预测模型
        4.2.6 枝条基径预测模型
        4.2.7 枝条长度预测模型
        4.2.8 模型的检验
    4.3 本章小节
5 樟子松人工林单木三维动态生长过程模拟系统
    5.1 工具简介
        5.1.1 OpenGVS简介
        5.1.2 OpenGL简介
        5.1.3 MultiGen Creator简介
    5.2 树木动态三维可视化模型的建立及系统说明
        5.2.1 建立三维树木动态生长过程模型的系统分析
        5.2.2 树木动态生长过程模型的建立
        5.2.3 构建樟子松人工林单木三维动态生长演示系统部分关键代码
结论
参考文献
附录A
攻读学位期间发表的学术论文
致谢

(3)分数维图形技术应用研究(论文提纲范文)

内容提要
第一章 绪论
    1.1 分数维的基本原理
    1.2 分形的基本性质
    1.3 分形几何的方法
        1.3.1 简单与复杂
        1.3.2 整体与局部
    1.4 分形理论的应用
    1.5 分数维的发展前景
    1.6 论文的主要工作及内容安排
第二章 分数维造型的基本模型
    2.1 概述
    2.2 分数维造型的基本模型
        2.2.1 随机函数模型
        2.2.2 LS文法模型
第三章 分数维图形技术应用设计
    3.1 程序开发平台VC++6.0及其OpenGL简介
        3.1.1 VC++6.0简介
        3.1.2 OpenGL简介
        3.1.3 在VC++6.0开发环境下进行OpenGL编程的基本步骤
    3.2 应用随机中点位移法模拟山
    3.3 应用分形插值算法模拟山
    3.4 分形树的自然模拟
        3.4.1 分形树的递归算法
        3.4.2 应用LS文法构造分形树
        3.4.2.1 单一规则的分支结构的LS文法生成
        3.4.2.2 改进的随机分形树算法
第四章 全文总结
参考文献
附录
摘要
ABSTRACT
在学期间发表的论文
致谢

(4)森林资源信息三维可视化表达方法研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 国内外森林资源管理现状
        1.1.1 国外森林资源管理的现状
        1.1.2 国内森林资源管理的现状
    1.2 可视化相关技术
        1.2.1 地理信息系统
        1.2.2 分形理论
        1.2.3 可视化软件工具
        1.2.4 可视化技术
        1.2.5 虚拟现实技术
    1.3 可视化技术和虚拟现实技术的研究与应用
    1.4 森林资源信息可视化技术发展概况
    1.5 森林资源可视化技术的研究存在问题
2 森林资源信息三维可视化的研究目标与内容
    2.1 研究目标
    2.2 研究内容
    2.3 研究前期准备
3 三维地形模型
    3.1 地形建模的基本问题
    3.2 地形的表示
    3.3 不规则三角网TIN生成算法
        3.3.1 TIN数据结构
        3.3.2 Delaunay三角网
        3.3.3 Delaunay三角网构造方法
        3.3.4 TIN建立过程中对特殊地貌和地物的处理
    3.4 格网网格的生成算法
        3.4.1 规则格网GRD数据结构
        3.4.2 格网DEM内插方法简介
    3.5 GRID和TIN的比较
4 三维场景中实体建模技术
    4.1 基于图形的三维景物建模
    4.2 基于图像的三维景物建模
    4.3 基于图形与图像相结合的三维景观建模
    4.4 纹理映射方法
5 三维场景生成处理
    5.1 坐标系的建立
    5.2 三维图形的三维变换
    5.3 三维图形的投影变换
    5.4 裁剪与消隐
    5.5 光照模型
    5.6 特殊效果处理
    5.7 场景数据的层次细节技术(LOD)
        5.7.1 层次细节技术(LOD)模型
        5.7.2 典型的算法流程
        5.7.3 模型的简化方法
    5.8 实时漫游中的碰撞检测技术
        5.8.1 碰撞检测通用方法
        5.8.2 碰撞检测优化方法
6 森林资源信息三维可视化系统实现
    6.1 森林资源信息的获取
    6.2 森林资源信息数据库建立
    6.3 森林资源信息三维可视化系统构成
    6.4 森林资源信息二维地理信息系统的建立
    6.5 森林资源信息三维可视化系统建立
        6.5.1 系统特点
        6.5.2 实现基本过程
        6.5.4 三维可视化系统框架
        6.5.5 三维地形构造
        6.4.6 三维地物模型构造
        6.4.7 三维场景建立与优化
    6.6 森林资源信息的二维向三维转换与信息交互过程
    6.7 森林资源信息三维可视化系统运行结果
7 结论及讨论
    7.1 结论
    7.2 讨论
参考文献
攻读学位期间的主要学术成果
致谢

(5)基于OpenGL分形图形生成方法实现(论文提纲范文)

1 前言
2 分形几何的原理
3 分形几何体的产生方法[4]
4 分形几何体的Open GL实现
    4.1 C曲线的实现
    4.2 Sierpinski衬垫的实现
5 总结

(6)图像分形信息的提取研究及分形景物的生成(论文提纲范文)

中文摘要
ABSTRACT
1 前言
    1.1 课题来源
    1.2 课题的内容及研究方法
    1.3 分形发展简介及在图像图形学领域中的应用现状
2 图像分形信息的提取
    2.1 灰度图像分形维数的提取
        2.1.1 分形维数的概念
        2.1.2 基于数学形态学的分形维数估算算法
        2.1.3 灰度图像分形维数的提取结果及分析
        2.1.4 小结
    2.2 自然景物图像IFS参数的提取
        2.2.1 IFS的定义与定理
        2.2.2 IFS参数的提取方法
        2.2.3 实验结果
        2.2.4 小结
3 分形景物的生成
    3.1 分形植物的生成
        3.1.1 基于L系统经典分形图形的生成
        3.1.2 真实感二维植物的生成
        3.1.3 小结
    3.2 分形山的生成及三维地形的虚拟漫游
        3.2.1 分形山的生成
        3.2.2 三维地形的虚拟漫游
4 分形理论中有待解决的问题及分形的应用前景
    4.1 分形理论中有待解决的问题
    4.2 分形的应用前景
致谢
参考文献
附录Ⅰ 估算图像分形维数的流程图
附录Ⅱ 提取图像IFS参数的流程图
发表的学术论文目录

(7)基于分形的三维实体树的构造(论文提纲范文)

1 分形树的实现
    1.1 树的算法
    1.2 随机三叉树
    1.3 种子值
    1.4 树叶的模拟
2 真实感实现
3 结束语

四、基于分形的三维实体树的构造(论文参考文献)

  • [1]一种新的分形树递归算法的研究[J]. 张宝云,黄敏. 微计算机信息, 2010(15)
  • [2]樟子松人工林单木动态生长三维可视化模型的研究[D]. 景向欣. 东北林业大学, 2007(06)
  • [3]分数维图形技术应用研究[D]. 赵世伟. 吉林大学, 2006(05)
  • [4]森林资源信息三维可视化表达方法研究[D]. 谢绍锋. 中南林业科技大学, 2006(12)
  • [5]基于OpenGL分形图形生成方法实现[J]. 郭艳丽,夏桂松,彭建怡. 电脑知识与技术, 2005(33)
  • [6]图像分形信息的提取研究及分形景物的生成[D]. 牟文英. 山东大学, 2005(08)
  • [7]基于分形的三维实体树的构造[J]. 祁燕,王琰. 沈阳工业学院学报, 2002(04)

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基于分形的3D立体树构建
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