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基于点表示的几何体的造型与绘制研究

权勇  
【摘要】: 近年来,基于点的造型与绘制在计算机图形学领域内受到研究者们越来越多的关注。本文对基于点的造型与绘制方面的相关技术进行了深入研究,提出了若干新的方法。本文的主要贡献包括: (1)提出了一种称为“球片点”的新的点基元。用“球片点”来表示点模型上的点及点附近的表面区域。使用这种表示方式可有效地对点模型进行简化和加密采样操作。使用这种表示方式易于实现点模型的光线跟踪绘制。 (2)提出了一个点模型简化算法。在该算法中,一个点能否被删除取决于该点的冗余程度的高低和该点的邻域圆盘能否被邻近点的领域圆盘共同替代。所提出的简化方法能有效地去除点模型上较冗余的点,并很好地保持原点模型的几何形状。 (3)提出了一个点模型加密采样算法。该算法对点模型的加密采样是通过在加密关联点与其邻近点之间插入适当的点来实现的。该算法较好地解决了点模型采样不足的问题。 (4)提出了一种新的射线与点模型的求交算法并在此基础上实现了点模型的光线跟踪绘制。绘制过程中,对阴影、纹理映射、反射和折射效果进行了模拟。所提出的点模型绘制方法取得了较好的绘制效果和较高的绘制速度。 (5)提出了一种新的特征检测方法——伪粒子群群体优化特征检测算法。将粒子群优化算法应用于三维空间的特征检测上,实现了大规模点采样数据模型的快速特征检测显示。


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