森林生長視景仿真模型的研究

本課題研究實現(xiàn)虛擬森林景觀的方法。1）基于林木圖象的林分三維模型方法。給出描述林分空間數(shù)據分布的一種統(tǒng)計模型，可產生出一組與樣地數(shù)據無偏的虛擬樹高數(shù)據。以一典型樹森圖象為林分平均木原型，按樹高比例縮放，生成林分中各林木的圖象，根據投影原理組成三維林分圖。此方法靈活性和真實感強，適用于各種森林景觀仿真和開發(fā)成應用軟件。2）完成了森林景物3D-IFS建摸技術的研究，依據一特定樹種的分形特征和基本形態(tài)建立該樹種的典型三維IFS碼，在此基礎上作各種仿射變換形成樹木和林分的三維圖形，開發(fā)了相應的樹木和林分的繪制算法，并研究了葉，枝干等樹木局部單元的IFS碼和繪制樹木局部細節(jié)的算法?；就瓿身椖款A期目標。 2100433B

視景仿真的主要特點是：①逼真性。視景仿真更強調身臨其境的用戶感受，要求仿真實體對象的三維模型和所處的環(huán)境能夠逼真地模擬客觀世界。②交互性。除了仿真對象的參數(shù)設定可控外，視景仿真本身也是可控的，包括仿真進程可控、觀察方位可控、信息輸出內容可控。與計算機三維動畫的不同是：計算機三維動畫只能提供不可改變的畫面播放，而視景仿真具有交互的特點，觀看視景仿真的用戶可以隨時根據需要改變觀察位置和角度，或調整仿真環(huán)境中各種物體的位置、姿態(tài)和特性。③可進入性。通過計算機交互設備（如視聽頭盔，數(shù)據手套，立體眼鏡等），具有進入計算機繪制的虛擬視景進行漫游的能力。④實時性。仿真顯示的虛擬視景和仿真實體可以實時地進行改變。

視景仿真首先應用于國防及軍事研究領域。最初被用于軍用飛行模擬器，用來訓練飛行員熟悉掌握地貌、云層、星空及特殊效應（大氣效應、光照效果）等飛行環(huán)境。逼真的視景環(huán)境可使飛行員仿佛進入真實世界，精確的地標、靶標可使飛行員完成許多戰(zhàn)術科目，甚至可作為戰(zhàn)前地形和戰(zhàn)場環(huán)境的預演訓練。視景仿真已廣泛應用于軍事訓練模擬、武器裝備研制論證等軍用領域，以及城市建設規(guī)劃、娛樂、教育等民用領域。 2100433B

視景仿真充分利用人的視覺特性，通過三維圖形的實時渲染為用戶創(chuàng)造一個反映實體變化與相互作用的三維圖形環(huán)境，以達到非常逼真的仿真效果。典型的視景仿真系統(tǒng)要求構造出逼真的三維模型，制作逼真的紋理和特效，高速逼真地再現(xiàn)仿真環(huán)境，實時響應交互操作。