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近年来,随着在计算机仿真、虚拟场景、三维游戏等领域的广泛应用,大规模三维场景的构建及实时渲染显得越来越重要。本文在对当前的三维植被的建模简化方法以及阴影渲染方法进行对比分析的基础上,重点讨论了在大规模植被场景中的基于L系统建立的植被模型的渲染及其动态简化方法,并通过阴影的实时渲染使场景增加真实感。
本文的主要工作包括两方面:第一个方面是真三维树木多分辨率模型的构建。本文在分析三维植被结构特点的基础上,利用L系统构造植被三维结构模型,根据植被与视点间的距离以及视角范围,对植被模型的组成部分进行不同程度的简化,动态生成不同分辨率的植被模型;第二个方面是大规模三维场景阴影的实时渲染。当前的阴影研究算法大都是针对单独的物体或小范围场景,具有完美的阴影效果,而这些算法并不适用于大规模场景,本文中分析了目前流行的硬阴影生成算法原理,比较各算法的优势和劣势,针对大规模复杂场景采用阴影图算法构建地物阴影,并根据太阳位置实时更新阴影效果和位置。实验结果表明,采用文中的方法进行三维植被场景渲染绘制速度较快,保持了植被的真实渲染效果,在大规模森林场景可视化中具有较好的效果以及较快的渲染速度。