基于點的圖形表示和繪制技術(shù)研究.pdf

1、隨著計算機圖形技術(shù)的發(fā)展，計算機真實感圖形已深入到人們的日常工作、學(xué)習(xí)、生活中。人們所要繪制的場景模型越來越復(fù)雜，一方面，借助各種建模方法，人們可以建立高度復(fù)雜的景物模型；另一方面，近年來，使用物體的采樣表示方法生成高精度模型，是計算機圖形學(xué)領(lǐng)域一個重要趨勢。傳統(tǒng)的繪制方法是把高次建?；驹剡M行劃分，或把采樣點進行連結(jié)形成三角片網(wǎng)格，進行基于三角片的繪制。隨著場景模型復(fù)雜程度的不斷提高，傳統(tǒng)的繪制技術(shù)已不能滿足大規(guī)模場景真

2、實感繪制的要求，基于點的繪制技術(shù)直接作用于點，為大規(guī)模復(fù)雜場景的實時交互繪制提供了一條新途徑。本文針對由大規(guī)模的離散點數(shù)據(jù)生成真實感圖形的問題，研究基于點的圖形表示和繪制技術(shù)，提出了一些有效的表示方法和繪制算法，本文的創(chuàng)新點主要有：@@·在分析了基于點的圖形表示方法的基礎(chǔ)上，指出了表面足跡表示法是物體表面的最優(yōu)表示，提出了一種基于協(xié)方差分析的表面足跡的求解方法，該方法根據(jù)協(xié)方差理論，基于K個臨近點的協(xié)方差確定一組點的包圍足

3、跡。這種方法不僅能確定初始點集的足跡，而且可以在構(gòu)建多分辨率層次時，以齊次矩陣形式，自底向上傳遞協(xié)方差信息，方便地計算各結(jié)點的足跡。@@·基于對適于點繪制的層次多分辨率建模方法的研究，給出了適于點繪制的三種模型結(jié)構(gòu)及其構(gòu)建算法。在基于中點剖分的四叉樹結(jié)構(gòu)和協(xié)方差分析方法基礎(chǔ)上構(gòu)建了離散點數(shù)據(jù)的層次模型；提出了一種層次細節(jié)的順序選擇算法，該算法利用改進的基于距離的細節(jié)選取方法，使繪制時對結(jié)點的選擇不再依賴于層次結(jié)構(gòu)，因而利于

4、結(jié)點的硬件加速處理和圖形加速繪制。@@·基于對點繪制技術(shù)中紋理映射的高斯重采樣濾波技術(shù)(EWA濾波)的研究，提出了一種具有精確透視投影形狀的高斯濾波的仿射近似表示方法。該方法利用齊次坐標下圓錐曲線的特性，通過對圓錐曲線線性、仿射和投影映射的討論，得到高斯橢圓濾波內(nèi)核在邊界上而不是在內(nèi)核中心點投影精確的映射，避免了在極端透視投影情況下圖形繪制的走樣問題。@@·基于EWA濾波，提出了一種具有線性變化法向量的Phong足跡點的確定

5、算法，該算法通過將足跡中心法向量沿切平面方向傾斜，把足跡上點的法向量表示為切向矢量的線性組合，再利用最小二乘法確定線性系數(shù)，從而確定足跡上各點線性變化法向量；并把這種足跡用于EWA濾波的點繪制中，生成了具有Phong明暗處理效果的高品質(zhì)圖象。@@·提出了一種硬件加速的點繪制改進方法，該方法利用可編程圖形硬件，基于當前圖形硬件系統(tǒng)，采用三遍繪制技術(shù)進行EWA濾波和Phong明暗處理的足跡點繪制，減少了數(shù)據(jù)傳送和CPU計算從而