【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于计算机图形学与数字农林学相结合的交叉学科领域，涉及一种高效的复杂叶片简化和绘制算法。
技术介绍
植物场景的绘制是计算机图形学中一个重要的课题。许多涉及到户外场景的应 用，如城市规划，园林设计等，都需要在已有场景中增加植物模型，并对它们进行渲染，以增 强绘制结果的真实感。但植物通常具有繁多的几何细节，它们的加入将导致绘制速度下降 而达不到实时的要求。因此在保证真实感的前提下如何提高绘制速度是一个关键问题。 为了提高植物场景的绘制速度，人们陆续提出了各种算法。大部分算法采用纹理 图像代替原复杂几何模型来加速绘制。典型代表为Rohlf和Helman 1994年采用的广告牌 方法(Billboard)。该方法通常在预处理中确定一系列采样视点，在每一个视点方向，对植 物体进行绘制，并把绘制结果作为纹理图像保存下来。而在实时绘制时，根据当前视点信 息，找到与其最邻近的采样视点，然后对这些采样视点相对应的纹理图像进行插值，插值得 到的图像即作为当前视点的渲染结果图像。在所有植物绘制的加速算法中，基于图像的算 法绘制速度最快，且绘制时间与植物场景的几何复杂度无...
【技术保护点】
一种对复杂叶片的快速简化和绘制方法，其特征在于，包括下列步骤，其中步骤Ｓ１－Ｓ７在预处理阶段完成，步骤Ｓ８－Ｓ９在实时绘制阶段完成：步骤Ｓ１：首先输入树模型，提取树叶信息；步骤Ｓ２：对叶簇内的每一片叶片进行判断，判断叶片是否为，如果是，则把叶片复杂的网格模型简化成四边形，完成叶片的第一个层次简化；如果不是复杂叶片，则执行步骤Ｓ３；步骤Ｓ３：通过迭代的叶片合并操作把叶簇内的四边形叶片逐渐简化成为一个四边形，该四边形称之为叶簇代表四边形，完成叶片的第二个层次简化；步骤Ｓ４：迭代地对树冠中的代表四边形叶片执行叶片合并操作，直到整个树冠用一个四边形表示，完成叶片的第三个层次简化，第...
【技术特征摘要】
一种对复杂叶片的快速简化和绘制方法，其特征在于，包括下列步骤，其中步骤S1-S7在预处理阶段完成，步骤S8-S9在实时绘制阶段完成步骤S1首先输入树模型，提取树叶信息；步骤S2对叶簇内的每一片叶片进行判断，判断叶片是否为，如果是，则把叶片复杂的网格模型简化成四边形，完成叶片的第一个层次简化；如果不是复杂叶片，则执行步骤S3；步骤S3通过迭代的叶片合并操作把叶簇内的四边形叶片逐渐简化成为一个四边形，该四边形称之为叶簇代表四边形，完成叶片的第二个层次简化；步骤S4迭代地对树冠中的代表四边形叶片执行叶片合并操作，直到整个树冠用一个四边形表示，完成叶片的第三个层次简化，第三个层次采用距离限制法对简化过程进行加速；步骤S5计算所有叶片的密度，并根据叶片密度调节处于树冠中不同位置的叶片的简化误差；步骤S6采用数组结构把叶片的几何信息和简化信息分别保存到两个数组中；步骤S7把保存了几何信息和简化信息的两个数组作为不同文件保存到硬盘中；步骤S8把保存了叶片的几何信息和简化信息的文件从硬盘分别读入CPU和GPU内存，并设定相机信息和像素误差；步骤S9根据当前视点信息和像素误差，通过对保存了简化信息的数组进行两次二次搜索，确定冠层合适的细节层次模型；对相应细节层次模型进行绘制，得到绘制图像。2. 按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述简化成四边形是采用改进的点对收縮 算法把叶片复杂的网格模型简化成四边形。3. 按权利要求2所述的方法，其特征在于，对每片叶片指定两个顶点为角点，角点在简 化过程中几何位置保持不变，其中第一角点定义为距离其承接茎最远的顶点，第一角点是 叶尖所对应的点；第二角点是与叶柄相连的点，通过第一角点根据叶片的对称性得到第二 角点。4. 按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用距离限制法对简化进行加速时，首 先由用户设定一个距离阈值Q ，然后求取距离小于或等于阈值的叶对，为有效叶对，并把最 优叶对的筛选限定在有效叶对中进行。5. 按权利要求4所述的方法，其特征在于，在求取有效叶对时，采用叶片的中心点...
【专利技术属性】
技术研发人员：张晓鹏，邓擎琼，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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