虚拟场景绘制算法综合分析及比较

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1、分类号：TP391单位代码：10110学号：s20080581中北大学硕士学位论文虚拟场景绘制算法综合分析及比较虚拟场景绘制算法综合分析及比较赵莹中北大学硕士研究生赵莹指导教师韩燮教授学科专业计算机应用技术2011年05月20日图书分类号TP391密级非密UDC硕士学位论文虚拟场景绘制算法综合分析及比较赵莹指导教师（姓名、职称）韩燮教授申请学位级别工学硕士专业名称计算机应用技术论文提交日期2011年04月20日论文答辩日期2011年05月28日学位授予日期年月日论文评阅人_李海芳田卫萍答辩委员会主席_田卫萍年月日原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导

2、教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解

3、密后遵守此规定）。签名：日期：导师签名：日期：虚拟场景绘制算法综合分析及比较摘要虚拟现实技术，是一项运用现代的计算机技术来构建的一个类似于客观环境、可以让人们沉浸其中并且自由驾驭的人机环境的技术。虚拟场景的绘制方法概括起来主要有两种，分别是基于图像的绘制技术和基于几何模型的绘制技术。随着计算机图像、图形学技术的发展，虽然在虚拟场景的构建方面已经获得了比较明显的效果，但构建复杂且规模比较大的虚拟场景依然还是一个费力耗时的工作。将现实场景中的物体虚拟再现，用构成物体的点、面、体作为基本元素，进行快速的处理、计算，合成物体或虚拟场景显示在计算机屏幕上是本文研究的主要内容，

4、分析及比较绘制质量、存储效率、绘制性能等。绘制技术主要研究的是如何把几何定义的模型转换成可视的图像，本文主要研究内容如下：（1）点是最基本、最简单的几何定义实体，本文详细介绍了三类基于点的绘制，分别是基于质量的绘制方法、基于效率的绘制方法和自适应的混合绘制方法，力求寻找一种可以平衡绘制质量和绘制速度的方法。（2）面绘制技术是从体数据中提取出物体的等值面，并从某一个视角使用图形学的方法对等值面进行绘制，最后得到物体的图像。本文详细介绍了三种面绘制算法，分别是MC算法、MT算法和MP算法。（3）体绘制技术主要介绍了光线投射方法、足迹表算法、错切-变形算法和体元投射法，每

5、种绘制算法因为原理各不相同，导致绘制速度、生成图像的质量和对实现绘制的硬件配置的要求都不一样。本文通过实验结果分析比较各类算法，这样人们可以按照场景和物体的复杂程度、用户的需求以及光照情况来选择相对适合的绘制算法。关键词：虚拟场景，点绘制，面绘制，体绘制ComprehensivelyAnalyzeandComparetheRenderingAlgorithmofVirtualSceneZhaoYing,HanXieAbstractVirtualrealitytechnologywhichisthemoderncomputertechnologybuildasimil

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

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