1、三維樹木建模是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域的重要研究課題之一。傳統(tǒng)的三維樹木枝條建模方法一般是利用三維空間中的線骨架生成廣義圓柱，但是這種方法在枝條拼接處會出現(xiàn)不連續(xù)的曲面拼接。在樹木細(xì)節(jié)方面，傳統(tǒng)方法一般是利用紋理映射的方法在三維模型的表面上增加樹皮的細(xì)節(jié)特征，但這種方法僅僅達(dá)到了視覺效果，而沒有真正實(shí)現(xiàn)樹木表面特征的三維細(xì)節(jié)建模。因此，如何構(gòu)造可以光滑拼接的三維樹木枝條模型以及具有真實(shí)感的樹木細(xì)節(jié)三維模型都是樹木建模中需要深入研究的問題。已有的

2、研究表明，隱式曲面是構(gòu)造具有分枝結(jié)構(gòu)的體幾何造型的有效方法，本文擬利用隱式曲面對樹木進(jìn)行三維建模，并研究現(xiàn)實(shí)世界中的枝條交叉處光滑融合、樹木脊梁、枝條修剪及突起等形態(tài)特征的有效表示方法，以及實(shí)現(xiàn)三維樹木模型的可視化。 具體地，本文中樹木枝條曲面的造型方法是將基于骨架的隱式曲面與具有多項(xiàng)式密度分布的直線骨架卷積曲面相結(jié)合，同時(shí)應(yīng)用兩種曲面增加了枝條的多樣性。在建模過程中，采用優(yōu)化融合方法來消除兩種曲面結(jié)合而出現(xiàn)的融合突起。在樹木表

3、面細(xì)節(jié)特征建模方面，本文將PCM技術(shù)引入到具有多項(xiàng)式密度分布的直線骨架卷積曲面，并證實(shí)了該技術(shù)同樣適用于兩種曲面之間的脊梁生成；同時(shí)利用兩種曲面融合來產(chǎn)生折痕效果；而對于樹木枝條修剪后形成的形態(tài)特征，本文采用了兩種隱式曲面求差的方法。由于具有多項(xiàng)式密度分布的直線骨架卷積曲面的枝條頂部具有與樹木突起類似的構(gòu)造，本文在模擬樹木突起時(shí)采用小直線骨架模擬樹木突起。此外，在模型的可視化方面，本文采用隱式曲面的快速多邊形化算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文方