基于特征草图的地形生成方法分析

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1、基于特征草图的地形生成方法研究作者姓名于健指导教师姓名、职称李广鑫副教授申请学位类别工学硕士万方数据万方数据学校代码10701学号1303121565分类号TP391密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于特征草图的地形生成方法研究作者姓名：于健一级学科：计算机科学与技术二级学科：计算机系统结构学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：李广鑫副教授学院：计算机学院提交日期：2015年12月万方数据万方数据ResearchofMethodofTerrainGenerationBasedonFeatureSketchAthesissubm

2、ittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinComputerSystemsOrganizationByYuJianSupervisor:LiGuangxinAssociateProfessorDecember2015万方数据万方数据西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注

3、和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采

4、用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，结合学位论文研究成果完成的论文、发明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：万方数据万方数据摘要摘要随着地形生成理论的持续发展，图形硬件的架构和能力的不断改善。地形生成的效果也越来越逼真，同时因为自然地形在场景构建中的不可替代作用，使得地形生成在相关领域的应用占据的地位越来越重要。地形生成广泛地应用于自然场景设计、飞行模拟训练、计算机游戏、电影特效制作、军事战场模拟以及救灾应急模拟训练中。随着应用的不断扩展和深入

5、，地形的生成方法成为了计算机图形学的研究热点之一。论文对现有的地形生成方法进行了研究。主要包括基于分形理论的模型和基于物理侵蚀的模型，通过分析发现，现有的方法虽然能够生成具有一定真实感的地形，但是提供给用户的控制手段有限，并且要求用户具有丰富的建模知识，利用这些控制手段，也不能生成用户期望得到的地形。这些不足使得程序建模方法很少用于实际的地形生成，自动化程度有待提高。为了弥补这些不足，论文提出了一种基于特征草图，应用了分形和空间插值的地形生成方法。目的是使得用户可以通过直观、简单的手段对地形生成结果的风格以及特征进行控制。因为在大

6、规模场景构建中，山脉是最重要的视觉元素，所以本文目标集中于山脉的生成。受等高线的启发，论文研究了从山脊线中提取山脉特征的方法，提出一种生成山脉地形框架的新颖方法。对地形框架使用距离倒数插值方法进行插值，对于地形生成中的不连续点或者噪声点采用高斯平滑处理。最终得到既符合草图特征又满足自然山脉地形规律并且具有一定真实细节的山脉地形高度场。论文最后对方法进行了测试实验。首先对方法的交互方式进行了测试。接着对生成的地形结果采用OpenGL基本光照渲染进行了视觉呈现，同时与其他算法的生成结果做了对比分析。最后对生成过程中的相关数据进行了统计

7、分析。验证了论文方法具有简单、直观、有效的控制手段，快速的生成效率，能够得到具有一定真实度且特征清晰的地形渲染结果。关键词：分形理论，空间插值，高斯平滑，地形生成，等高线I万方数据西安电子科技大学硕士学位论文II万方数据ABSTRACTABSTRACTWiththecontinuousdevelopmentoftheterraingenerationtheoryandwithcontinuouslyimprovementofthestructureandabilityofgraphicshardware.Theeffectofte

8、rraingenerationismoreandmorerealistic.Andbecauseoftheirreplaceableroleofthenaturalterraininthescene,itismoreandmoreimportant