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《浙江大学》 2002年
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建筑场景实时漫游和日照仿真

肖丹  
【摘要】: 虚拟现实(VR)、计算机辅助设计(CAD)和科学计算可视化应用通常要求能够 对复杂的场景结构进行交互式显示和观察。随着虚拟现实应用的发展,人们要求 实时地生成高质量的画面。用传统的图形学方法,首先要建立场景的三维几何模 型,然后对场景物体表面的材料、光照、纹理等进行描述。这样的处理过程非常 耗时,往往需要很昂贵的硬件开销,并且还要在场景的复杂程度和图形的真实感 两者之间进行折中。因而研究人员提出了基于图象的造型和绘制方法。二种方法 各有优缺点。为了减少最终绘制的场景复杂度,作为实时图形生成技术重要的一 部分,本文在前一部分主要研究基于几何和纹理混合简化的绘制技术。 另外,虚拟环境的实时绘制是实现虚拟系统的关键之一。室内场景的模拟和 一日内室内所有的日照强度对于想选择一个合适的房屋居住的住户来说非常地 重要。所以在本文的第二部分我们还研究了与人们日常生活息息相关的建筑物日 照问题,通过设定建筑物的经纬度,高度等信息,计算建筑物的日照强度和实时 模拟室内日照效果。 本文第一章简单介绍了VR(Virtual Reality)的基本概念、重要特点以及VR系 统的分类和应用领域。给出了VR中实现图形实时生成的有关方法,建筑场景实 时漫游,以及研究建筑物日照仿真的重要性。最后给出论文的组织方式和本文的 要讨论的问题。 本文第二章讨论建筑场景实时漫游的绘制技术,对在漫游场景中存储一部分 图象对复杂几何场景进行简化的这一思想的发展和一些方法进行介绍。并由此引 出我们的研究工作和本文将提到的算法。 本文第三章研究了一种相对较新的基于几何和图象混合简化方法的实时漫 游算法,该算法能进行几何-纹理相互转换,通过对纹理投影面后的几何插值, 生成退化几何,实现几何-纹理间的光滑过渡。该算法的一个显著特点是结合了 几何和纹理层次细节的思想。最后讨论了算法的应用。 本文第四章具体分析了第三章中的算法实现过程,通过图例显示了实验结 果,说明了该算法所提出方法的有效性。 本文第五章给出了计算建筑物日照的数学模型,借助该模型我们可以实现在 任一给定经纬度的室内建筑在任一给定的时刻房间内光照的强度;并结合辐射度 算法我们可以模拟建筑物的光照效果。本章的最后将分析一组室内房间一天中随 时间和光照强度改变所形成的场景动画。 摘 要 浙江大学硕土学位沦文 最后是本文的结论,以及今后将继续对本算法进行的完善工作。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TP391.9

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