学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于扫描曲面的城市建筑场景实时生成和渲染

作　者: 梁成
导　师: 李桂清
学　校: 华南理工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 城市建筑物 扫描曲面 参数化 实例化 曲面剖分
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 28次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


一个城市是由许多样式的建筑物构成的,不同样式的建筑物受环境的影响而风格迥异。城市建模的一个主要内容是对城市中的建筑物群进行3D建模,建筑物建模型是3D城市可视化的基础。传统的大规模城市建模需要人工参与,并耗费大量时间。本文提出了基于扫描曲面集的参数化方案,采用实例化和GPU剖分技术来提高城市建筑物的绘制效率。为了有效表达建筑物的形状,引入超公式和多边形两种横截面轮廓表示方式,侧面轮廓线则用分段轮廓和分段轮廓两种方法表示,最后建立建筑物的扫描曲面表示;在此基础上,将每个建筑物按照扫描曲面的底部曲线和轮廓变换进行实例化,并进行自适应的曲面剖分。为使所建立建筑物的扫描曲面更真实,本文提供了几种建筑物横截面和轮廓的提取方法,包括从GIS数据中提取建筑物底盘数据、从过程式建模的文法提取底盘数据以及从建筑物的立面设计图提取侧面轮廓。在细节绘制方面,除了采用凹凸映射外,本文还对距离映射法进行了改进,提出了抽样距离映射法,可以用于渲染建筑物表面的门窗等细节。本文提出的方法不仅能维持近距离建筑物的高质量绘制,而且能够实现大规模城市建筑的实时生成。程序在NVIDIA GT 130M GPU上运行取得了较好的效果。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-10
第一章 绪论  10-21
  1.1 研究背景  10-19
    1.1.1 城市的三维可视化  10-12
    1.1.2 城市建筑物模型的生成  12-14
    1.1.3 新的几何工具与建筑物表示  14-15
    1.1.4 新一代GPU 与建筑物剖分  15-19
  1.2 主要贡献  19
  1.3 本文大纲  19-21
第二章 城市建筑物的表示和生成综述  21-26
  2.1 建筑物模型的表示  21-23
    2.1.1 体素模型（Voxel Models）  21
    2.1.2 结构实体几何（CSG）  21-22
    2.1.3 边界表示法（Boundary Representation，BRep）  22
    2.1.4 实体表示法（Solid Representation）  22-23
  2.2 建筑物模型的生成  23-25
    2.2.1 分裂法  23
    2.2.2 重构法  23-24
    2.2.3 推导法  24-25
  2.3 小结  25-26
第三章 扫描曲面集：一种新的建筑物参数化方法  26-34
  3.1 扫描曲面定义  26-27
  3.2 底盘曲线与扫描曲面  27-30
    3.2.1 超公式曲线与超扫描曲面  27-28
    3.2.2 多边形与多边扫描曲面  28-30
    3.2.3 混合底盘曲线与混合扫描曲面  30
  3.3 轮廓变换  30-33
    3.3.1 连续轮廓  32-33
    3.3.2 分段轮廓  33
  3.4 扫描曲面集  33-34
第四章 建筑物的实例化和剖分  34-41
  4.1 建筑物的实例化  34-36
  4.2 建筑物的实时剖分  36-41
    4.2.1 建筑物的动态LoD 与剖分  37-38
    4.2.2 建筑物剖分在新一代GPU 中的实现  38-40
    4.2.3 建筑物剖分在当代GPU 中的实现  40-41
第五章 建筑物底盘与轮廓的提取  41-49
  5.1 建筑物底盘的提取  41-47
    5.1.1 从GIS 数据提取建筑物底盘  41-42
    5.1.2 从过程式文法提取建筑物底盘  42-44
    5.1.3 从文法得到变换矩阵  44-47
  5.2 建筑物侧面轮廓的提取  47-49
第六章 像素级别的建筑物细节渲染  49-62
  6.1 凹凸映射（Bump Mapping）  49-50
  6.2 位移映射（Displacement Mapping）  50-53
  6.3 距离映射法（Distance Mapping）  53-56
  6.4 抽样距离映射法  56-62
第七章 实验与结果  62-69
  7.1 实验环境  62-63
  7.2 实验结果  63-64
  7.3 实现效果  64-69
第八章 总结与展望  69-70
参考文献  70-74
攻读硕士学位期间取得的研究成果  74-76
致谢  76

相似论文

  1. 无尾飞翼式飞行器主动控制的参数化方法,V249.1
  2. 超声速巡航导弹姿态控制系统增益调度设计的参数化方法,TJ765.23
  3. 基于约束图的服装参数化制板技术,TS941.2
  4. 基于统计方法的核磁共振人脑图像的分割及三维数据的分析,R445.2
  5. 机载雷达天线座快速设计系统的研究与开发,TN959.73
  6. 肩离断多自由度机器人型假肢的设计与仿真,TP242
  7. 基于NAPA的载船浮箱安全评估系统研究,U671.5
  8. 挤板机头流道参数化设计及流场分析,TP391.72
  9. 基于ANSYS玻璃钢快艇结构参数化有限元分析模块的研究,U674.934
  10. 基于Pro/E的法兰参数化系统设计,TP391.72
  11. 机床固定结合部动力学参数化建模,TP391.72
  12. 模块化设计方法在A公司切割分排机产品开发中的应用,TB472
  13. 基于Pro/E的三维零件参数化建模和特征提取研究,TP391.72
  14. 盘式无铁心永磁直流电机虚拟样机开发平台初探,TM33
  15. 特殊体型数字化服装定制系统,TP391.72
  16. 沙尘暴景象的参数化建模与绘制研究,P445.4
  17. 圆锥破碎机挤压破碎力建模及性能仿真分析研究,TD451
  18. 一类半严格反馈型非线性参数化系统的自适应控制方法研究,TP13
  19. 上单翼飞机起落架整流罩减阻研究,V226
  20. 主动磁悬浮轴承技术研究,TH133.3
  21. 风电机组塔架优化设计系统开发研究,TM614

中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
© 2012 www.xueweilunwen.com