水利工程復雜虛擬視景建模及軟件加速技術的研究.pdf

1、用計算機生成真實感強的虛擬視景,并與視景實時交互是虛擬現(xiàn)實領域最具挑戰(zhàn)性的研究方向之一.本文在認真分析和總結相關工作的基礎上,結合"引江濟太三維動態(tài)模擬系統(tǒng)"等課題的需求和應用,從圖形動態(tài)模擬的角度出發(fā),以真實感和實時性為目標,重點針對水利工程復雜視景的處理需要,系統(tǒng)研究復雜視景的三維建模、視景交互及可見性判定、多細節(jié)層次模型簡化等軟件加速技術及它們的實現(xiàn)技術,取得了一些成果,所做的主要工作和研究成果如下:(1)研究水利工程數(shù)字高程模型

2、及地物模型的建立方法;給出一種基于3D結構和圖象混合模型的建模方法.該方法根據(jù)圖象的邊緣特征,利用逆投影變換得到模型的三維空間參數(shù)和視點位置參數(shù).(2)研究三維視景的實時交互技術、碰撞檢測技術和三維物體拾取技術,針對虛擬視景交互漫游的碰撞檢測問題,提出了碰撞預檢測和碰撞精檢測相結合,并通過對視點的運動參數(shù)估計快速進行碰撞預檢測的解決方法;針對在虛擬視景的特點,提出一種簡明、高效的三維物體選取的改進方法.(3)分析與比較基于景物空間相關性

3、的消隱方法和基于圖象空間相關性的遮擋刪除方法的特點,給出一種將BSP樹算法和遮擋物思想有機地結合起來,并利用幀連貫性加速每幀圖象計算的快速消隱算法.(4)根據(jù)復雜虛擬視景實時顯示的需要,建立基于拓撲結構可變的多細節(jié)層次視景模型.研究基于頂點聚類的模型簡化方法和頂點對折疊的模型簡化方法,提供了一種利用八叉樹進行網(wǎng)格模型的自適應劃分算法;并給出視點無關網(wǎng)格簡化方法和視點相關網(wǎng)格簡化方法相融合的水利工程虛擬視景實時繪制方法.(5)在對現(xiàn)有的多