虛擬場景繪制算法綜合分析及比較

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1、分類號(hào)：TP391單位代碼：10110學(xué)號(hào)：s20080581中北大學(xué)碩士學(xué)位論文虛擬場景繪制算法綜合分析及比較虛擬場景繪制算法綜合分析及比較趙瑩中北大學(xué)碩士研究生趙瑩指導(dǎo)教師韓燮教授學(xué)科專業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)2011年05月20日?qǐng)D書分類號(hào)TP391密級(jí)非密UDC碩士學(xué)位論文虛擬場景繪制算法綜合分析及比較趙瑩指導(dǎo)教師（姓名、職稱）韓燮教授申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別工學(xué)碩士專業(yè)名稱計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)論文提交日期2011年04月20日論文答辯日期2011年05月28日學(xué)位授予日期年月日論文評(píng)閱人_李海芳田衛(wèi)萍答辯委員會(huì)主席_田衛(wèi)萍年月日原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在指導(dǎo)

2、教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的科研成果。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。論文作者簽名：日期：關(guān)于學(xué)位論文使用權(quán)的說明本人完全了解中北大學(xué)有關(guān)保管、使用學(xué)位論文的規(guī)定，其中包括：①學(xué)校有權(quán)保管、并向有關(guān)部門送交學(xué)位論文的原件與復(fù)印件；②學(xué)校可以采用影印、縮印或其它復(fù)制手段復(fù)制并保存學(xué)位論文；③學(xué)?？稍试S學(xué)位論文被查閱或借閱；④學(xué)?？梢詫W(xué)術(shù)交流為目的，復(fù)制贈(zèng)送和交換學(xué)位論文；⑤學(xué)?？梢怨紝W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容（保密學(xué)位論文在解

3、密后遵守此規(guī)定）。簽名：日期：導(dǎo)師簽名：日期：虛擬場景繪制算法綜合分析及比較摘要虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，是一項(xiàng)運(yùn)用現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)技術(shù)來構(gòu)建的一個(gè)類似于客觀環(huán)境、可以讓人們沉浸其中并且自由駕馭的人機(jī)環(huán)境的技術(shù)。虛擬場景的繪制方法概括起來主要有兩種，分別是基于圖像的繪制技術(shù)和基于幾何模型的繪制技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)圖像、圖形學(xué)技術(shù)的發(fā)展，雖然在虛擬場景的構(gòu)建方面已經(jīng)獲得了比較明顯的效果，但構(gòu)建復(fù)雜且規(guī)模比較大的虛擬場景依然還是一個(gè)費(fèi)力耗時(shí)的工作。將現(xiàn)實(shí)場景中的物體虛擬再現(xiàn)，用構(gòu)成物體的點(diǎn)、面、體作為基本元素，進(jìn)行快速的處理、計(jì)算，合成物體或虛擬場景顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上是本文研究的主要內(nèi)容，

4、分析及比較繪制質(zhì)量、存儲(chǔ)效率、繪制性能等。繪制技術(shù)主要研究的是如何把幾何定義的模型轉(zhuǎn)換成可視的圖像，本文主要研究內(nèi)容如下：（1）點(diǎn)是最基本、最簡單的幾何定義實(shí)體，本文詳細(xì)介紹了三類基于點(diǎn)的繪制，分別是基于質(zhì)量的繪制方法、基于效率的繪制方法和自適應(yīng)的混合繪制方法，力求尋找一種可以平衡繪制質(zhì)量和繪制速度的方法。（2）面繪制技術(shù)是從體數(shù)據(jù)中提取出物體的等值面，并從某一個(gè)視角使用圖形學(xué)的方法對(duì)等值面進(jìn)行繪制，最后得到物體的圖像。本文詳細(xì)介紹了三種面繪制算法，分別是MC算法、MT算法和MP算法。（3）體繪制技術(shù)主要介紹了光線投射方法、足跡表算法、錯(cuò)切-變形算法和體元投射法，每

5、種繪制算法因?yàn)樵砀鞑幌嗤?，?dǎo)致繪制速度、生成圖像的質(zhì)量和對(duì)實(shí)現(xiàn)繪制的硬件配置的要求都不一樣。本文通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析比較各類算法，這樣人們可以按照?qǐng)鼍昂臀矬w的復(fù)雜程度、用戶的需求以及光照情況來選擇相對(duì)適合的繪制算法。關(guān)鍵詞：虛擬場景，點(diǎn)繪制，面繪制，體繪制ComprehensivelyAnalyzeandComparetheRenderingAlgorithmofVirtualSceneZhaoYing,HanXieAbstractVirtualrealitytechnologywhichisthemoderncomputertechnologybuildasimil

6、arobjectiveenvironment,makepeopleimmerseinsideandletpeoplefreetocontrol.Therearetwomethodsofthevirtualscenerendering,respectivelyisImageBasedRendering(IBR)andModelBasedRendering(MBR).Withthedevelopmentofcomputerimagesandgraphicstechnology,theconstructionofvirtualscenehasgainedobviousef

7、fect,butbuildingcomplexandlarge-scalevirtualsceneisstillanarduousandtime-consumingwork.Thispaperrepresentstherealsceneobjectsvirtuallyandprocessesfast,calculates,synthesizesobjectorshowsthevirtualsceneoncomputerscreenbyusingthepoint,surfaceandvolumeasthebasicelementsofobjects.Italsoa