1、在園林景觀設(shè)計(jì)、社區(qū)規(guī)劃、城市建設(shè)等領(lǐng)域，樹(shù)木虛擬有著重要的實(shí)用價(jià)值，若能真實(shí)虛擬樹(shù)木形態(tài)及隨風(fēng)吹動(dòng)效果，將會(huì)產(chǎn)生栩栩如生、具有真實(shí)感的效果。本文以實(shí)現(xiàn)具有真實(shí)感的樹(shù)木形態(tài)結(jié)構(gòu)虛擬和樹(shù)干、樹(shù)枝、樹(shù)葉隨風(fēng)擺動(dòng)效果為目標(biāo)，對(duì)樹(shù)木虛擬的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究。主要內(nèi)容和結(jié)論如下： (1)對(duì)已有的分層分枝模擬算法進(jìn)行了改進(jìn)，針對(duì)其生成模型較為規(guī)則、整齊的不足，應(yīng)用偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生函數(shù)和高斯隨機(jī)函數(shù)，對(duì)樹(shù)枝和樹(shù)葉模型的參數(shù)進(jìn)行隨機(jī)設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了樹(shù)木模

2、擬的隨機(jī)性和真實(shí)性。 (2)針對(duì)其生成模型為靜態(tài)樹(shù)木形態(tài)結(jié)構(gòu)的不足，采用基于噪聲的方法，應(yīng)用由隨機(jī)中點(diǎn)位移法實(shí)現(xiàn)的、計(jì)算代價(jià)較小的分形布朗運(yùn)動(dòng)模擬自然風(fēng)場(chǎng)，分別實(shí)現(xiàn)了具有較強(qiáng)真實(shí)感的樹(shù)干、樹(shù)枝和樹(shù)葉的風(fēng)吹效果模擬。 (3)為增強(qiáng)虛擬效果的真實(shí)性，采用紋理映射、霧效模擬、背景聲音和光照等技術(shù)，完成了三維場(chǎng)景的渲染。 (4)提出一種簡(jiǎn)化三維樹(shù)木樹(shù)枝模型的方法，應(yīng)用頂點(diǎn)移去法簡(jiǎn)化樹(shù)枝模型，通過(guò)構(gòu)造三種不同細(xì)節(jié)層次的模型

3、，降低了三維樹(shù)木場(chǎng)景的復(fù)雜性，加快了實(shí)時(shí)渲染速度。 (5)為提高樹(shù)木繪制的效率，通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析確定了系統(tǒng)在CPU階段、幾何處理階段和光柵化階段的瓶頸位置，針對(duì)不同階段采用相應(yīng)的方法實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的管線(xiàn)優(yōu)化，保證了樹(shù)木渲染的實(shí)時(shí)性。 (6)利用Ⅵsual C++6.0及OpenGL開(kāi)放圖形庫(kù)，采用模塊化的方法開(kāi)發(fā)了虛擬樹(shù)木形態(tài)結(jié)構(gòu)及風(fēng)吹效果演示系統(tǒng)，建立了單株闊葉樹(shù)木的可視化模型。結(jié)果表明，該系統(tǒng)能夠較真實(shí)地表現(xiàn)樹(shù)木的形態(tài)結(jié)構(gòu)特