IFS理論在自然景物模擬中的應(yīng)用.pdf

1、在計算機上模擬自然景物是計算機圖形學(xué)中研究的一個重要課題.自然景物在外形上的隨機性和不規(guī)則性難以用傳統(tǒng)的方法加以描述.自70年代B.Mandelbrot提出分形的概念后,其作為一門新興的交叉學(xué)科,受到非線性學(xué)術(shù)界的廣泛重視.分形為探討自然界復(fù)雜事物的客觀規(guī)律及其內(nèi)在聯(lián)系提供了新的概念和方法,在自然景觀的模擬中,分形技術(shù)展現(xiàn)了其獨特的優(yōu)勢,成為當(dāng)今時代研究者們的熱點之一.在計算機游戲動畫中,分形技術(shù)逐漸被用于模擬大型而復(fù)雜的游戲場景中,如

2、產(chǎn)生和顯示山、樹、煙、云等景色,這些景色按我們?nèi)粘５慕?jīng)驗,是從來不曾重復(fù)的.但要讓美工做到這一點幾乎不可能,而利用分形技術(shù)在計算機上生成的山、樹木、地形以及星球,不但非常容易做到不重復(fù),而且完全可以達到亂真的地步.然而,分形圖不同于常規(guī)的圖形,因此,不能通過常規(guī)的技術(shù)來達到真實感圖形的繪制以及圖形動畫的制作.本文主要針對分形圖繪制的一種典型方法,迭代函數(shù)系統(tǒng)(IFS)法,討論分形圖形的繪制方法以及IFS分形圖仿射變換的獨特算法,由此理論

3、基礎(chǔ)出發(fā),文中以樹木IFS參數(shù)的確定為例,詳細(xì)給出了通過子圖位置相互關(guān)系確定IFS的方法,并對此方法進行了許多有益的總結(jié).對樹木不同部分顏色有所區(qū)別這一自然現(xiàn)象,文中重點提出了根據(jù)所選用的仿射變換來進行顏色的細(xì)分方法,并通過計算機模擬出了較真實的樹木.文中還提出通過多個分形圖形的疊加與變換產(chǎn)生出更加多姿多彩的自然景物圖形的方法,并以樹木開花為例在計算機上實現(xiàn)了此分形圖的逼真模擬.以靜態(tài)分形圖形為基礎(chǔ),通過對IFS參數(shù)的局部進行有效的調(diào)整