基于特征草圖的地形生成方法研究.pdf

1、隨著地形生成理論的持續(xù)發(fā)展，圖形硬件的架構(gòu)和能力的不斷改善。地形生成的效果也越來越逼真，同時因為自然地形在場景構(gòu)建中的不可替代作用，使得地形生成在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用占據(jù)的地位越來越重要。地形生成廣泛地應(yīng)用于自然場景設(shè)計、飛行模擬訓(xùn)練、計算機(jī)游戲、電影特效制作、軍事戰(zhàn)場模擬以及救災(zāi)應(yīng)急模擬訓(xùn)練中。隨著應(yīng)用的不斷擴(kuò)展和深入，地形的生成方法成為了計算機(jī)圖形學(xué)的研究熱點之一。
　　本文對現(xiàn)有的地形生成方法進(jìn)行了研究。主要包括基于分形理論的模型

2、和基于物理侵蝕的模型，通過分析發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的方法雖然能夠生成具有一定真實感的地形，但是提供給用戶的控制手段有限，并且要求用戶具有豐富的建模知識，利用這些控制手段，也不能生成用戶期望得到的地形。這些不足使得程序建模方法很少用于實際的地形生成，自動化程度有待提高。為了彌補(bǔ)這些不足，提出了一種基于特征草圖，應(yīng)用了分形和空間插值的地形生成方法。目的是使得用戶可以通過直觀、簡單的手段對地形生成結(jié)果的風(fēng)格以及特征進(jìn)行控制。因為在大規(guī)模場景構(gòu)建中，山脈

3、是最重要的視覺元素，所以本文目標(biāo)集中于山脈的生成。受等高線的啟發(fā)，論文研究了從山脊線中提取山脈特征的方法，提出一種生成山脈地形框架的新穎方法。對地形框架使用距離倒數(shù)插值方法進(jìn)行插值，對于地形生成中的不連續(xù)點或者噪聲點采用高斯平滑處理。最終得到既符合草圖特征又滿足自然山脈地形規(guī)律并且具有一定真實細(xì)節(jié)的山脈地形高度場。最后對方法進(jìn)行了測試實驗。首先對方法的交互方式進(jìn)行了測試。接著對生成的地形結(jié)果采用OpenGL基本光照渲染進(jìn)行了視覺呈現(xiàn)，同