【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及计算机图形学领域，尤其涉及。
技术介绍
基于计算机图形学的树动画模拟技术在三维动画、影视特效、战场虚拟现实、园林设计及农林业信息化等领域有着广泛的应用价值。在三维动画和影视特效中，引入动态树模型可极大地增加场景的真实感；在战场虚拟现实环境中，将树的动态模型应用到军事模拟训练中，可增强模拟的沉浸感；在园林学和建筑学领域，可为景观设计和环境决策做支撑；在农业信息化领域，通过计算机生成的树动画能直观向非专业人员展现农业科研工作中的复杂模型，也可为农业推广和农业教育提供有效手段。现有研究技术大致可分为三个类型:“基于物理的模拟”、“基于过程的模拟”和“基于数据驱动的模拟”。其中，“基于物理的模拟技术”主要采用模态分析法求解树的动力学方程，可体现树枝运动的利萨茹曲线，但存在求解复杂度高、忽略高频振动模而导致叶子和小枝部分的细节运动丢失等方面的问题；“基于过程的模拟技术”未考虑到广义坐标下的树枝间运动的相互影响，对于独立的树枝运动不能真实表现树枝运动的动力学特性，无法体现树枝运动的利萨茹曲线，且不能实现对树的交互式控制。“基于数据驱动的模拟技术”生成的动画局限于特定输入数据，未能与“基于物理的模拟技术”和“基于过程的模拟技术”进行有效结口 ο鉴于上述缺陷，本专利技术创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，用以克服上述技术缺陷。为实现上述目的，本专利技术提供，通过对独立树叶和叶柄而非整树进行模态分析，然后结合阔叶的动力学模型，并根据树的层次结构关系通过矩阵变换建立新的树动力学模型；该具体过程为:步骤...
【技术保护点】
一种基于简化模态分析法的树动画模拟方法，其特征在于，通过对独立树叶和叶柄而非整树进行模态分析，然后结合阔叶的动力学模型，并根据树的层次结构关系通过矩阵变换建立新的树动力学模型；该具体过程为： 步骤a，建立三维弯曲悬臂梁的动力学模型，曲梁的动力学方程采用变量分离法分别表示为时域方程和空域方程； 步骤b，建立空气动力学模型，确定树枝所受外力之和； 步骤c，建立树叶的动力学模型，求解作用在叶片上的外力之和； 步骤d，建立树模型及整棵树的动力学模型。
【技术特征摘要】
1.一种基于简化模态分析法的树动画模拟方法，其特征在于，通过对独立树叶和叶柄而非整树进行模态分析，然后结合阔叶的动力学模型，并根据树的层次结构关系通过矩阵变换建立新的树动力学模型；该具体过程为: 步骤a，建立三维弯曲悬臂梁的动力学模型，曲梁的动力学方程采用变量分离法分别表示为时域方程和空域方程； 步骤b，建立空气动力学模型,确定树枝所受外力之和； 步骤C，建立树叶的动力学模型，求解作用在叶片上的外力之和； 步骤d，建立树模型及整棵树的动力学模型。2.根据权利要求1所述的基于简化模态分析法的树动画模拟方法，其特征在于，上述步骤a的过程为: 步骤al，假设曲梁由关节P。，P1,...，Pn连接而成，且在局部坐标(U，V, w)下受到外力作用L(t)； 步骤a2，对每根树枝采用三个占优振动模表示，确定三个占优振动模对应的时域方程; 步骤a3，将每根树枝的三个占优振动模位移转化为三个静态平衡力L, u(t)、L, v(t)和 L' w(t)； 3.根据权利要求2所述的基于简化模态分析法的树动画模拟方法，其特征在于，上述步骤a2的时域方程为: 4.根据权利要求2或3所述的基于简化模态分析法的树动画模拟方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡少军，何东健，秦亚恒，袁守刚，
申请(专利权)人：西北农林科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。