建筑物場景時變效應模擬技術的研究和實現(xiàn).pdf

1、自然場景的時變過程模擬一直都是計算機圖形學領域的重點內(nèi)容之一，而建筑物場景的時變效應模擬則是其中一個重要的組成部分。建筑物場景時變效應模擬技術涉及計算機圖形學、虛擬現(xiàn)實、材料科學、力學和建筑學等領域的諸多理論和方法，該技術的研究不僅對計算機圖形學相關學科有著重要意義，還對材料科學等相關領域提供了一定的借鑒價值。
　　 本文在總結和分析國內(nèi)外時變效應研究成果的基礎上，研究并實現(xiàn)了建筑物場景全局和局部時變效應模擬技術。在不影響模型渲

2、染效果的基礎上，改進了材料時變紋理的選取和匹配方法，使得建筑物時變效應的模擬過程能夠滿足實時性的要求。本文主要研究內(nèi)容與成果概括如下：
　　 1．針對建筑物模型構造和渲染的特點，結合Pfister設計了表面元素(SurfaceElements，簡稱Surfels)渲染方法，采用了八叉樹的存儲結構實現(xiàn)模型采樣點的保存，對模型進行了構造和渲染。
　　 2．在上述模型構造和渲染的基礎上，使用射線追蹤方法實現(xiàn)了在建筑物場景中模型

3、時變效應的模擬。設計了一種時變紋理選取方法，使得模型的時變紋理選取過程不需要人工干涉，從而實現(xiàn)了建筑物場景中對變紋理的自動選取。
　　 3．本文對建筑物場景中時變效應的局部細節(jié)進行了研究。通過樣本分析方法構造建筑物材料時變紋理，將時變紋理使用紋理貼圖方法在模型表面進行渲染。設計了一種簡化幀渲染的方法，實現(xiàn)了建筑物場景的時變效應渲染。
　　 上述建筑物場景時變效應的模擬算法均在原型系統(tǒng)上進行了實現(xiàn)，原型系統(tǒng)的算例結果驗證了