虚拟森林场景的三维可视化的研究-硕士论文.doc

密级： 工程硕士专业学位论文（设计） 题目： 虚拟森林场景的三维可视化的研究 作者： 完成时间： 2011年10月9日 培养单位： 四 川 大 学 指导教师： 指导教师： 工程领域： 软 件 工 程 授予学位日期： 2011年12月30日  虚拟森林场景的三维可视化的研究 工程领域：软件工程 研究生 指导老师 ***， 虚拟森林场景的三维可视化是林业信息化的一项关键技术。构建虚拟森林三维场景是实现数字化林业，与国际上现代林业管理方法和研究方法接轨的一个重要步骤，对森林经营决策，森林景观规划设计和森林教学方面都有重要意义。 本文研究了当前虚拟森林场景的三维可视化的技术，在现有的三维计算机图形学、虚拟现实、分形几何的先进理论和技术成果的基础上，围绕分形地形模拟、地形的LOD技术、三维图形引擎和场景真实化技术等核心技术内容展开讨论和研究。最后利用面向对象技术设计了实现了一个基本的三维图形引擎，在此引擎基础上实现了虚拟森林三维场景的可视化。 本文的主要研究工作如下： 1、研究了地形生成技术，结合基于真实地形的高程数据和分形地形模拟技术，利用随机中点位移法生成地形高度图，在此基础上构建数字地形模型。 2、研究了大规模场景中地形的实时渲染技术，在基于GPU的GeoMipMapping算法的基础上，给出一种改进的地形多分辨率模型的绘制方法，通过常驻显存的索引缓存序列，简化了地形多分辨率网格的构造过程，加速了场景绘制； 并且实现了几何过度和裂缝消除。 3、本文还研究了多种特效技术，在场景中添加天空、太阳光晕、林木等环境对象以丰富整个森林场景。 4、研究了三维图形引擎架构组成，结合面向对象技术，初步实现了引擎的三个核心模块，场景管理，资源管理，和渲染系统。 5、根据这些思路和技术，实现了虚拟森林场景的三维可视化。从而验证了虚拟森林场景三维可视化构建的思路的正确性和技术方法的可行性。 关键词：三维图形引擎， 虚拟森林三维场景 Virtual three-dimensional visualization of forest scene study Field: Software Engineering Graduate Student：Xie H奥 Advisors： Zhu Zhengli 3D virtual forest scene is a key technology in forestry informlization，construction of 3D virtual forest scene is an important step to realize digital forestry and modern forest management, consistent with prevailing international modern forestry management and research methods. It is significant for forest landscape planning, policy-making and forest knowledge teaching. In this thesis, visualization of?virtual?3D?forest scene is studied. Based on advanced technology about 3D computer graphics, virtual reality, fractal geometry theory, technique of terrain fractal simulation,?terrain LOD technique, 3D graphic engine and scene realization are discussed. Finally, a basic 3D graphics engine is designed with object-oriented technology. Based on the engine, hereby, a system of virtual forest scene visualization is realized. The main work of this thesis?includes: 1. Utilized random