基于迭代函數(shù)系統(tǒng)的自然景物模擬.pdf

1、用分形思想模擬的自然景物在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中的應用越來越廣泛。而迭代函數(shù)系統(tǒng)(IFS)作為分形理論的一個分支，在一大類物體的建模問題中具有很大的優(yōu)勢，特別是對自然景物的計算機模擬生成方面優(yōu)勢更為明顯。由于樹木在自然景物的構成中占有相當重要的地位，而且具有復雜的三維結構，所以本文以此為基礎對自然景物的模擬從兩個方面進行，即樹木的靜態(tài)模擬和樹木的動態(tài)模擬。
　　 首先，針對樹木在隨機風場中的搖曳，在分析現(xiàn)有風場模型的基礎上，建立了一個能

2、夠體現(xiàn)風場自然規(guī)律和隨機變化的風場數(shù)學模型;利用材料力學原理，對彈性桿件的彎曲運動進行了力學分析，并將其應用到樹木枝條的彎曲形態(tài)中，然后對樹木枝條進行動力學分析和分段處理，進而計算推導出風力參數(shù)，采用局部坐標系法對虛擬風場中樹木的變形原理進行了研究和分析。
　　 其次，介紹了IFS、帶概率的IFS、帶凝聚的IFS和帶參量的IFS數(shù)學模型，通過帶凝聚的IFS構造了生長迭代函數(shù)系統(tǒng)，并介紹了生長迭代函數(shù)系統(tǒng)的樹木造型方法、基本原理和

3、各個變換的控制部位，以此為基礎建立了三維樹木的整體模型。在建模過程中，利用分段法獲取了每段樹木枝條的數(shù)據(jù)，為三維樹木的動態(tài)模擬提供了基礎。
　　 最后，根據(jù)IFS吸引子對參數(shù)的依賴關系分析了在計算機模擬中樹木枝條的變形原理和方法，包括風力參數(shù)對樹木的變形影響、每段樹木枝條的變形過程和算法設計原理，從而將風力參數(shù)與凝聚IFS結合設計風場凝聚IFS變形算法來控制樹木在風中的變形。
　　 本文在VisualC++6.0開發(fā)環(huán)境