康晓清[1]2003年在《基于MPD方法的山脉地形生成研究》文中研究说明本文以实现分形布朗曲面的随机中点位移法为基础，提出了一种能够生成具有可控形状山脉地形模型的融合曲面方法，该方法首先生成具有预定形状的控制源曲面，然后将随机中点位移法融入其中，保证了生成的曲面既具有预定形状，又有部分分形布朗曲面的特性；本文充分利用二维高斯函数曲面类似于山包形状且容易控制的特性，提出了一种用于生成控制源曲面的高斯造型法，使得通过几个直观的参数就可以方便快捷地进行山包源曲面形状控制；对于一些具有特殊形状的山体，本文采取了对给定的稀疏点进行插值的方法构造源曲面；最后本文完成了演示程序，通过交互式界面来选择不同的控制参数和图形生成方法，形成了可控而逼真的山体图形，验证了文中提出的方法。
靳其宝[2]2005年在《基于散乱点网格化的可控地形图的技术研究》文中提出分形布朗运动是分形几何的重要内容，利用它可以构建出极具分形特性的几何模型，这种几何模型可以用来生成多种不同的自然对象。本文以实现分形布朗运动随机中点位移法为基础，提出了一种可以生成具有可控山脉地形模型的融合曲面方法。该方法首先生成具有预定形状的控制源曲面，接着将随机中点位移法融入其中，使得所生成的曲面既具有预定形状，又有部分分形布朗曲面的特性；最后采用了平滑处理方法对融合曲面产生的尖峰裂痕稍作了修整。 针对OpenGL环境下必须采用的DEM数据格式，即要把数字形式的地形数据转换成OpenGL的基本格式，可采用对任意空间散乱点进行离网格化后生成DEM数据的网格化算法，通过网格化算法，利用已有的散乱点高程采样数据计算每个网格节点的高程值。调节地形形状的方法是通过给出的散乱点，再经过网格化即可间接调节生成地形的起伏，快速且方便。这也是本文创新的一个地方。
姚楠[3]2008年在《基于分形的典型地形建模与SAR图像仿真》文中提出本文对如何利用分形技术建立典型地形模型进行了深入研究,以分形布朗运动(FBM)为理论基础,通过对随机中点位移法(MPD算法)的迭代初值进行约束与调整,以及对算法的迭代过程和参数选取进行优化,给出了一种典型地形的建模方法。利用该方法所生成的典型地形地貌的数字模型,不但更能反映真实地形的特性,而且具有地形结构的可控性。并在研究了目标的SAR成像原理的基础上,对生成的地形数字模型进行了SAR成像仿真。本文首先概述了分形几何的基本思想和理论知识,阐述了FBM的由来、特点和生成方法等,通过FBM引入MPD算法,为地形建模奠定理论基础。为使地形模型能更好地反映真实地形的特性,研究了地形分形特征的提取方法、真实地形和组合FBM模型的分形特性,对MPD算法的迭代过程与参数选取进行了优化,用来生成组合FBM模型。随后又针对MPD算法中的随机因素,分析了初始迭代数据和分形参数对地形结构的影响,研究了地形数据分类与调整方法,讨论了实现地形结构可控性的算法流程。综合上述两方面工作,给出了一种典型地形的建模方法,使生成的地形更好地体现了真实地形的特性,而且具有地形结构可控性,而这些是常规的MPD算法无法实现的。通过仿真实验和结果分析,验证了本文的典型地形建模方法的可行性和有效性。然后,以建立的典型地形为研究对象,根据地面场景几何模型和雷达的关系,结合散射模型,计算地面场景的后向散射系数,并讨论了SAR图像仿真中的几何畸变问题。仿真了背景目标的后向散射系数图,验证了本文建立的背景目标散射模型能够真实反映出地面的散射特性。最后研究了雷达回波模拟、成像处理方法和SAR图像的相干斑噪声问题,完成了典型地形背景目标的SAR图像仿真,得到较为理想的结果。
康晓清, 曲仕茹[4]2004年在《基于融合曲面造型方法的预定形状山脉地形生成》文中提出随机分形法和曲面造型法分别在地形生成的随机性和可控性方面能起到一定的作用。为达到生成预定形状山脉地形的目的 ,提出了一种基于融合曲面生成具有预定形状山脉地形数据模型的方法。该方法以曲面造型法生成的高斯函数曲面作为控制源曲面 ,利用随机中点位移法对其进行迭代运算生成山脉地形数据模型 ,可使得所生成的山脉地形既具有预定形状 ,又满足真实感和随机性的要求。用高斯函数生成控制源曲面的方法 ,实现了只需通过几个直观的参数 ,就可以方便地进行山包源曲面形状控制的目的。对于用随机中点位移法或融合曲面法 ,生成的曲面总存在局部尖峰的问题 ,给出了一种局部平滑方法 ,能有效地平滑曲面的局部尖峰 ,使山脉地形的曲面看起来更加真实
胡育彬[5]2008年在《基于分形的叁维地形生成和多分辨率LOD简化》文中进行了进一步梳理叁维地形场景的生成和绘制追求的两个目标是绘制的逼真度和绘制的实时性,需要在不明显降低图像质量的条件下保持较高的交互帧速率。随着虚拟现实技术应用的深入,人们对虚拟场景的复杂度和真实感要求越来越高,远远超过了计算机图形硬件实时处理能力。因此迫切需要解决场景的复杂性和交互实时性这一矛盾,如何在计算机上进行叁维地形场景的真实感绘制是一个挑战性课题。本文将分形生成技术与多分辨率地形简化算法相结合,应用于大规模叁维地形虚拟场景生成技术中。主要内容包括以下几个方面:首先,综述了近年来国内外关于叁维分形地形生成方法和多分辨率LOD算法的研究现状。然后,研究了叁维分形地形的生成方法,改进了MPD方法中随机偏移量的计算方法,提高了地形生成速度,并针对MPD地形生成算法存在所生成地形块中山峰的位置和高度不可预测和不可控制的缺点,提出了两种改进的MPD算法,根据实际需求限定的峰值参数来生成叁维分形地形;论述了一种基于融合椭圆抛物面的MPD地形生成算法,通过加权偏移融合算法,将带可调参数的椭圆抛物面与MPD算法生成的分形地形曲面融合在一起,得到形状可控的分形地形,大量的实验结果和参数分析表明,该算法具有快速性和良好的地形形状可控性。接着,探讨了视相关的M进制小波变换压缩DEM的方法,利用二进制小波变换和多进制小波对原始DEM数据进行压缩简化,实验结果表明在压缩率相同的情况下,M进制小波变换压缩DEM的精度更高;提出了两种新的节点评价准则,改进了已有的基于局部熵的视相关算法,通过实验对比验证了它们在简化速度上的优越性。最后,在手动漫游中设计了各种参数,选择不同的观察方式;采用纹理映射技术增强了地形的逼真度,实现了叁维地形的动态实时显示。
高秀荣[6]2007年在《基于FBM的可控性真实感地形的生成方法研究》文中研究表明真实感地形的生成算法一直是计算机图形学的重要内容,而随着计算机图形学的不断发展,具有真实自然视觉效果的虚拟环境仿真技术正发挥着越来越重要的作用。分形布朗运动(FBM)是现代非线性时序分析中的重要随机过程,它能有效地表达自然界中许多非线性现象,也是迄今为止能够描述真实地形的最好的随机过程。根据实现方法的不同,FBM可细分为泊松阶跃法、傅立叶滤波法、随机中点位移法、逐次随机增加法和带限噪声累积法等。随机中点位移法由于生成地形视觉效果好、算法可行性高而成为地形模拟的一种代表性方法,遗憾的是利用这种方法形成地形形态事先无法预知和控制,如无法预知与控制地形中山峰的个数、峰顶的位置和高度、山体各面的粗糙度与颜色等。针对以上问题,本文主要做了以下两方面(造型模块和显示模块)的研究工作:(1)造型模块:提出了一种新的基于分形布朗运动的形状基本可控的真实感地形的生成方法。根据地形上少量特征点的叁维坐标,将地形的整个平面区域划分成几个叁角形,然后对每个叁角形,利用改进的随机中点位移法进行叁维地形数据的细分与迭代生成。利用这种方法可以方便、快速地生成人们期望的多峰山脉地形、一般平缓地形、以及复杂的组合地形数据模型。(2)显示模块:在PC机上用VC++6.0结合OpenGL编程,将生成的叁维地形数据转化为具有真实感的可视化图形。其中涉及的主要工作包括:叁维变换、消隐、颜色、光照和材质等处理。为了更好的体现生成地形的真实感,本文用随机中点位移法生成蓝天白云纹理图作为地形的背景,并通过改变不同地貌的颜色来产生多姿多彩的地形(如雪山、平地)。模拟实验结果表明本文提出的算法可以方便生成具有真实感、可控性的多峰山脉地形、一般平缓地形、以及复杂的组合地形,较好地解决了传统分形布朗运动对生成地形的形状无法预测和控制的问题。
许社教, 靳其宝[7]2005年在《基于散乱点网格化的可控地形图技术》文中研究指明针对真实感地形的计算机模拟,文中以实现分形布朗运动fbm的随机中点位移法为基础,提出了一种基于散乱数据点网格化方法的可控地形图的生成算法,通过网格化算法,利用已有的离散高程采样数据计算每个网格节点的高程值。在地形建模时,将传统的随机中点位移(MPD)法和散乱数据点网格化的算法结合起来控制地形的起伏。通过离散化所给出的散乱点,可以快速且方便地调节生成地形的起伏。
夏伟杰[8]2010年在《合成孔径雷达回波仿真与图像模拟》文中指出合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar:SAR)已经广泛应用于军事领域和民用领域,合成孔径雷达回波仿真和图像模拟技术对于SAR系统的设计、验证、SAR成像算法检验和SAR图像的自动解译等具有重要作用。本文系统深入地研究了SAR回波仿真和图像模拟的相关内容,分别从典型地形的SAR回波仿真和图像模拟以及典型目标的SAR图像模拟两个方面展开了研究,建立了一套较为完整的典型地形的SAR回波仿真和图像模拟的应用框架结构,完成了典型目标的SAR图像模拟。本文的主要工作和贡献如下:1)提出了一种基于组合分形方法的符合自然地形特性的各向异性地形生成方法。提出了两种外形可控地形的分形几何地形生成方法,分别利用地形的初始控制点和融合曲面法来控制生成的分形地形的外形,实现了典型地形的分形几何建模。2)将分形几何地形建模、粗糙面电磁散射计算、SAR回波频域仿真以及SAR成像算法相结合,建立了一套完整的典型地形的SAR回波仿真与图像模拟的方法,完成了典型地形的SAR图像的建模,同时本文还给出了SAR频域回波仿真方法误差的详细分析。3)提出了改进的非理想航迹情况下的SAR回波快速仿真方法:在方位向波束角较小的假设情况下,本文对原有公式进行了重新推导,去掉了距离积分中的方位向逆傅立叶变换,合并了原仿真算法的若干计算环节,通过这两种方式加快了仿真速度;在方位向波束角较小附加以中等航迹偏移速度假设情况下,本文将SAR系统传递函数分离成距离向和方位向两个独立函数,减少了距离积分中的计算量,加快了仿真速度。4)提出了适用于平行飞行、满足平移不变性条件下的双站SAR频域仿真方法:通过对理想航迹平飞正侧视、非理想航迹下的平飞正侧视以及理想航迹平飞斜视情况等几种情况下的双站SAR距离历程的分析,经过和单站对应情况下的距离历程的对比,本文导出了双站SAR系统参数和单站SAR系统参数的转换关系。在此基础上,成功地将单站情况下的SAR回波仿真的频域快速方法拓展到双站SAR系统的情况,仿真结果表明了本文这种等效方法的有效性。5)提出了基于像素法的典型目标的SAR图像模拟方法,该方法首先计算目标各个象素点的复电磁散射率,之后利用矢量迭加的方法将目标的复电磁散射率分布图转换为对应的SAR图像,计算速度快。另外还给出了典型目标的转台图像模拟方法,采用频率步进方法得到了典型目标的转台回波信号,通过成像处理后得到了典型目标的转台模拟图像。
周蕾[9]2005年在《基于分形法在计算机上仿真自然景观方法研究》文中提出本论文研究了用计算机进行地景仿真，实现对真实地形的构建和模拟，开发出了基于Delphi7和OpenGL的虚拟建模系统。本论文从分形布朗运动，叁维地形建模和虚拟环境叁个方面逐步进行了深入讨论。首先，本论文讨论了分形布朗运动的原理和性质，证明了采用分形布朗运动的可能性。进而提出了用高维分形布朗运动实现地景表现的可能。其次，本论文描述了叁维几何对象的表示方法，叁维几何模型的生成算法和构建过程。并对影响图形的各种因素进行了分析，研究了其对几何模型外观的影响。第叁，本论文详细讨论了介绍自然对象的几何数据模型的可视化技术及其过程。叁维地形是虚拟环境的基本要素，本论文给出了叁维地形数据可视化的基本流程，描述了两种地形真实感的实现方法：图形渲染过程、纹理映射过程，对以上两种方法进行了对比，并且给出了程序生成的相应的具有真实感的图形。本文首次在Delphi7和OpenGL平台上实现了自然地形仿真演示系统。该系统充分利用了文中讨论的叁维地形生成原理。本文所讨论的地形建模方法及渲染和纹理技术均在该系统中得到运用。
王丽芳[10]2007年在《分形在虚拟现实场景中的应用研究》文中研究表明虚拟现实技术在计算机仿真、数字地球和游戏娱乐等领域都有广泛的应用。这些应用不仅要生成高度真实的复杂虚拟环境,而且用户要和虚拟环境进行互动,增强交互性和沉浸感。使人可以随心所欲的在环境中漫游,跟在真实的环境中体验一样。随着虚拟现实技术应用的深入,人们对虚拟场景的要求越来越高,远远超过了计算机图形硬件实时处理能力。因此如何在PC机上进行叁维地形场景的真实感绘制是一个挑战性课题。本论文从分形理论,叁维地形建模和虚拟场景叁个方面逐步进行了深入讨论。首先,讨论了基于OpenGL叁维图形库及其工作原理,对叁维真实感地形生成的基本过程进行了详细剖析,提出了一些加强渲染效果的具体措施。其次,基于分形的原理,对采用分形布朗运动模拟地形的方法进行了系统研究,给出了采用随机中点位移法中的“diamond-square”算法实现分形地形模拟的具体细节。第叁,为了使生成的叁维地形更具实时性,提出了一种改进的实时连续LOD生成算法。该算法首先采用Mortan码的编码方式对地形数据进行简化,并利用不完全四叉树存储简化后的高程数据;然后根据视点位置和网格空间对象误差的关系建立基于不完全四叉树的LOD模型,同时采用逐层找邻法调整不同层次之间的裂缝,并给出了寻找不同类型邻居的实现过程;最后采用背面剔除算法将起伏地形的不可见部分去除。实际编程时,由于采用了Hibert填充曲线方式存储四叉树结点,并采用隔层四叉树方式访问结点数据,从而提高了大规模地形的绘制效率,取得了良好的地形实时绘制效果。
参考文献：
[1]. 基于MPD方法的山脉地形生成研究[D]. 康晓清. 西北工业大学. 2003
[2]. 基于散乱点网格化的可控地形图的技术研究[D]. 靳其宝. 西安电子科技大学. 2005
[3]. 基于分形的典型地形建模与SAR图像仿真[D]. 姚楠. 南京航空航天大学. 2008
[4]. 基于融合曲面造型方法的预定形状山脉地形生成[J]. 康晓清, 曲仕茹. 西北工业大学学报. 2004
[5]. 基于分形的叁维地形生成和多分辨率LOD简化[D]. 胡育彬. 南京航空航天大学. 2008
[6]. 基于FBM的可控性真实感地形的生成方法研究[D]. 高秀荣. 中国海洋大学. 2007
[7]. 基于散乱点网格化的可控地形图技术[J]. 许社教, 靳其宝. 工程图学学报. 2005
[8]. 合成孔径雷达回波仿真与图像模拟[D]. 夏伟杰. 南京航空航天大学. 2010
[9]. 基于分形法在计算机上仿真自然景观方法研究[D]. 周蕾. 西安电子科技大学. 2005
[10]. 分形在虚拟现实场景中的应用研究[D]. 王丽芳. 中北大学. 2007
标签：计算机软件及计算机应用论文; 随机算法论文; 系统仿真论文; 图像融合论文; 数据建模论文; 布朗运动论文; 算法论文;