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相似文献
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1.
三维植物的计算机模拟算法研究   总被引:3,自引:0,他引:3  
针对L系统的数学模型和构图原理提出对具有自相似结构的植物在三维空间内进行计算机模拟的算法研究。将L系统对植物的模拟的应用从二维空间转变到三维空间,定义3个空间坐标轴上的余弦值X,Y,Z与3个给定的3个坐标轴上的旋转矩阵的乘积作为植物在3个坐标方向上旋转参数,使绘制出的植物产生明显的三维效果。并且以VC++6.0作为运行环境,结合OPENGL函数库提供的强大绘图功能,对算法进行计算机上的实现。探讨了通过增加植物的绘制次数,改变观察者视点的位置,实现对树林的模拟。通过引入随机数产生器使行、列间距离产生随机变化,同时也能够随机调用不同的字符串复写规则使树林中产生不同类型、颜色、大小的树木,提高了对自然景物模拟的逼真度。  相似文献   

2.
植物的模拟一直以来都是计算机图形学的热点和难点问题,为了实现通过 互联网在网页上方便、快捷地浏览具有逼真性、交互性的三维植物,论文从植物的生理结构 出发,结合确定性L 系统、参数L 系统和原始的递归算法提出了一种植物建模的数学模型, 并采用X3D 结合JAVA 作为实现语言,建立了树的轴结构、叶序和叶子的模型。用户只需 实时地输入相应的参数,就可以快速、便捷地生成逼真的三维植物。  相似文献   

3.
基于大规模粒子系统的实时喷泉模拟   总被引:1,自引:0,他引:1  
本文实现了一种新的喷泉模拟方法,与传统的在CPU上实现算法不同的是,本文算法完全基于计算机图形硬件(GPU)来实现,利用图形硬件的大规模并行计算能力,显著的增加了模拟喷泉的粒子数量,提高了渲染速度,同时减轻了CPU的负载,使整个三维场景的绘制更加高效。  相似文献   

4.
虚拟植物是虚拟现实领域中的重要素材。以番茄和苹果树为例,结合植物生长机理,分别针对主干、叶片、花和果实等植物器官,构建符合其自身生长特点的几何曲面模型。基于Java3D平台和迭代方法,通过组合控制空间坐标系的综合方法实现了交互式的果树生长的动态模拟,再现植物在三维空间的生长过程。植物生长过程中引入随机过程模型,增强植物模型的真实感。这种方法创建的植物模型能够应用三维游戏、电影和植物研究。植物生长的动态模拟能应用于计算机动画展示和科普教育。  相似文献   

5.
为了解决大自然中不规则的树干逼真模拟,用分形递归和L系统这经典算法实现植物的生长拓扑结构,同时调用OpenGL函数库进行绘制和反走样处理。在VS 2010的环境下,实现不规则树木形态的仿真,并通过实验结果来验证可行性。  相似文献   

6.
计算机动画是用计算机产生动态画面。人面转向计算机动画是让计算机依据给出的正面人像自动生成转动了任意角度的人像,并使形态和表情有适当的变化。本文讨论了一种实现人面转向动画的方法,即对提取的少数关键点实行在三维空间的旋转变换,再回到二维平面进行转面后的人像绘制。本文介绍了应用这个方法实现的人面转向计算机动画系统。这个系统在比较常见的微型计算机IBM-PC上实现。对于做为动画设计对象的正面人像,系统自动绘制出转动了任意角度的转面人像,在效果上可以令人满意。  相似文献   

7.
虚拟现实中真实感树木的实时绘制   总被引:1,自引:0,他引:1  
植物的模拟是运用计算机图形学的理论与方法对植物形态结构和生长过程进行仿真的技术,是当前虚拟现实研究的热门课题.分析了虚拟现实中虚拟植物仿真的具体问题,结合植物造型、植物绘制、植物的运动模拟,研究虚拟植物仿真的原理和实现方法.特别针对如何实现虚拟现实中真实感树木的实时绘制进行了详细的分析,从植物模型的实现、光照的实现、阴影的实现、优化技术等方面进行了详细的介绍,给出了可行的树木建模方法和实时绘制技术.  相似文献   

8.
基于改进分形L系统植物自然现象的研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
植物是自然界的重要组成部分,虚拟植物的研究为探索植物生命的奥秘和生长过程的规律,以及改善人类生存环境质量带来了新的契机,因此它已经成为计算机图形学研究的热点问题,由于植物经常受到外界环境因素的影响,因此在论述了L系统的基本概念的基础上对现有的L系统进行改进使之在结合外界环境影响作用下对植物进行模拟,首先提出了植干粗细的两种解决办法,其次对树木受自然环境影响而产生的重要现象如顶端优势,趋光性和蠲地性,以及风力因子等因素进行了模拟,最后用IFS算法模拟植物具有纹理的组成部分,模拟实验表明,改进的L系统可以比较逼真地模拟植物在自然环境中的形态.  相似文献   

9.
针对现有眩光效果绘制方法的真实感和速度问题,提出一种基于GPU的真实感眩光效果绘制方法.首先根据光圈和镜头生成带有随机镜头噪声的二维衍射光栅图像;其次考虑夫琅禾费和菲涅耳2种不同的衍射效果,利用预存算法系数的快速傅里叶变换模拟衍射效果的光学过程,并通过衍射效果的光谱模型实现真实感绘制,同时利用2个独立的一维高斯卷积核加速实现bloom效果;再通过随机小角度旋转和混合操作进行真实感增强;最后采用实时光线跟踪渲染框架,在三维场景中实现了真实感眩光效果的实时绘制.该方法的主要步骤采用CUDA实现,充分利用了GPU强大的并行计算能力并兼顾考虑存储器优化策略.实验结果表明,文中方法绘制结果具有较强的真实感和实时性.  相似文献   

10.
植物建模是计算机图形学研究热点之一,提出一种园林植物数字化建模算法。该算法通过园林植物的数字化表示方法以及四个主要步骤实现仿真效果。第一步初始化空间网格结构以及植物的轮廓结构;第二步通过生长范围计算、生长控制、网格能量计算、新的骨架结点更新等步骤生成树木的骨架结构;第三步实现交互剪枝功能,并实现纹理的获取以及三维几何结构的生成;第四步完成最终园林场景的搭建及绘制。该算法可以生成具有简单/复杂轮廓模型的植株。实验结果表明:该算法可以真实地模拟绿篱与立体花坛等园林植物场景。  相似文献   

11.
利用具有虚拟领航者的二阶动态一致性协议讨论了三维空间内分布式无人机编队控制问题。利用反馈线性化的方法将无人机非线性动力学模型线性化,将控制输入转化为惯性坐标系中三个坐标轴方向的加速度。运用一致性算法求解线性化后的无人机模型,使无人机能够形成稳定的预期编队并跟随虚拟领航者沿特定航线以一定速度运动。定义了编队的误差函数并运用Lyapunov稳定性理论证明了系统的稳定性。仿真验证了模型和算法的有效性。  相似文献   

12.
本文通过现场收集信息确定随机变量的分布函数,提出随机变量生成器数学模型,然后用MSVC++6.0程序设计语言详细描述了实现随机变量生成器的算法。利用该随机变量生成器对银行营业网点服务现场客流信息的计算机实验表明:该随机变量生成器完全能够生成所要求的随机数序列,可以很好地满足系统仿真中的技术要求。  相似文献   

13.
崔鸿飞  刘佳  顾晶晶  庄毅 《计算机科学》2017,44(9):105-109, 130
针对目前无线传感器网络三维空间定位算法精度不高、稳定性差等问题,在基于局部保持典型相关分析LPCCA模型的基础上构造三维定位算法3D-LE-LPCCA。首先,将LPCCA模型拓展到三维空间并建立信号空间和物理空间的映射模型,通过求解映射模型得到未知节点在物理空间上的临近节点集;其次,采用共面度阈值和体积比阈值的约束在临近节点集上计算出最佳定位单元;最后,采用最佳定位单元计算未知节点的坐标。仿真实验表明,该算法具有良好的定位效果,有效地提高了三维定位算法的精度和稳定性,降低了节点能耗。  相似文献   

14.
通过利用三维点的仿射坐标对于刚体变换而言是不变的,并且对计算机坐标系到图像坐标系的坐标变换而言也是不变的这一特性,开发了从一个目标单视图线性复原其三维位姿的新算法,该算法只需4个特征点即可精确实现目标的三维位姿的线性重建。实验表明,该算法快速高效,误差性能良好,抗噪能力较强。  相似文献   

15.
在虚拟现实系统开发中有很多对象是需要通过旋转的方法实现运动的,利用插值算法实现物体的旋转是很常用的方法,该文阐述了旋转算法和双线性插值算法的原理和实现方法。旋转算法是根据三维物体绕三个坐标轴旋转的角度及先后顺序,依据三个运算公式计算得到一个旋转轴和旋转角度,再根据该旋转轴和旋转角度对物体实施旋转。双线性插值算法其速度慢,但得到的图像纹理清晰,能满足大多数程序的要求。这两种方法可以处理不同的旋转物体。文中同时给出了使用Virtools图形开发引擎应用这两种算法来解决钻井模拟仿真系统中的物体旋转的方法。最后可以发现整个系统实现了预想的旋转效果,并且旋转精度也在可控制的范围内,满足了系统真实性的要求。  相似文献   

16.
在对已有的点与多边形位置关系判断算法分析与研究的基础之上,提出一种新的判断点在多边形内外的算法。该算法用三维空间来解决二维平面问题,将二维平面内的点看作是三维空间在平面上的点,从而得出简单的待判断点与多边形顶点之间的坐标关系式。由于符号函数仅仅有三个值,巧妙地利用符号函数的特殊性来表示待判断点与多边形的顶点之间的坐标关系。最终,可以简单地由符号函数之和判断点是否位于多边形内部。程序验证表明,该算法简单、易于实现。同时,将该算法应用于基于RTK GPS定位技术的机动车驾驶证申领场地考试系统中,结果表明,判断准确率高,且实时性好。  相似文献   

17.
随着室内导航定位技术的兴起,无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)技术在室内环境中的应用得到前所未有的发展,对无人机航迹规划能力提出了更高的要求。由于室内环境空间较为复杂,且现有的强化学习算法收敛速度慢,提出一种基于强化学习的集成方法。通过给定的起点和终点位置的坐标连线,判断出主要障碍物及围绕主要障碍物的节点,减少无用节点的搜索;在Q值初始化过程中通过数学关系构造出方向趋向函数,确定出目标点所在的方向,以提高算法的收敛速度;在三维栅格地图中对优化算法进行仿真验证。仿真结果表明:改进的三维航迹规划算法使得空间搜索节点数目减少了55.49%,收敛时间缩短了98.57%。  相似文献   

18.
摄像机内参数自标定--理论与算法   总被引:3,自引:0,他引:3  
讨论如何通过摄像机的旋转运动标定其内参数.当摄像机绕其坐标轴旋转时,运用代数方法给出了计算内参数的公式.该公式在2D投影变换接近理论值P时是非常实用的.在摄像机绕未知轴旋转时,根据相应的2D投影变换,运用矩阵特征向量理论给出了内参数的通解公式.通过摄像机绕两个不同未知轴的旋转,摄像机内参数能被唯一地确定.这些结果为摄像机自标定算法提供了理论基础,同时也给出了实用性算法.模拟实验和真实图像实验的结果表明本文所给的算法具有一定实用价值.  相似文献   

19.
《自动化学报》1999,25(6):1
讨论如何通过摄像机的旋转运动标定其内参数.当摄像机绕其坐标轴旋转时,运用代数方法给出了计算内参数的公式.该公式在2D投影变换接近理论值P时是非常实用的.在摄像机绕未知轴旋转时,根据相应的2D投影变换,运用矩阵特征向量理论给出了内参数的通解公式.通过摄像机绕两个不同未知轴的旋转,摄像机内参数能被唯一地确定.这些结果为摄像机自标定算法提供了理论基础,同时也给出了实用性算法。模拟实验和真实图像实验的结果表明本文所给的算法具有一定实用价值.  相似文献   

20.
雷雨 《软件》2014,(3):98-100
本文简要介绍了3DS MAX SCRIPT面向对象脚本语言的主要功能,如脚本语言的编辑器和监听器,UI界面,数据的I/O接口,及数学函数。并且描述了SCRIPT语言在三维模拟井眼轨迹方面的应用实例,实例主要以解决实际问题为导向,并结合3DMAX软件的脚本语言,根据杏6-2-丙503井和芳104-92井测量得到的深度、斜度、方位,以这三项作为数据输入,通过数学函数转换为计算机可识别的节点,并且用连线函数将节点坐标连接起来,经过渲染绘制成三维立体图像,同时生成动画,利于从各个角度观测。程序设计以结构化编程为主,可以根据客户需要添加各个模块的功能,同时能够满足大批量井绘制图像的要求。本文作者通过对实例的目标分析,流程设计,解释源代码,描述程序的运行情况,对这个方向的开发应用进行了初步的探讨。希望抛砖引玉,能够让更多人了解到3DS MAX强大的图像生成能力和编程功能,为油田3DMAX应用和二次开发贡献更多的力量。  相似文献   

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