樹的三維模型在虛擬現(xiàn)實、景觀設(shè)計及農(nóng)林業(yè)應(yīng)用方面有著重要的價值。但是由于樹木結(jié)構(gòu)復(fù)雜,其枝干以及分杈的真實感重建仍是一個挑戰(zhàn)性問題。近年來基于草圖的建模方法由于其簡單直觀,受到研究者的廣泛關(guān)注,但基于草圖的建模存在從二維到三維轉(zhuǎn)換的二義性問題。而基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的方法可通過對已有樹枝模型數(shù)據(jù)進行網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練建立二維到三維空間的映射關(guān)系,因此如何基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的方法更好的解決草圖二義性問題,是一個值得研究的課題。在生成樹木的三維骨架后,多數(shù)研究側(cè)重對樹木全局特征的建模,即簡單地利用參數(shù)曲面（廣義圓柱體）進行曲面的繪制而忽視樹枝分杈結(jié)構(gòu)的連續(xù)性,雖然有部分研究使用隱式曲面生成了連續(xù)的樹杈,但不易控制和生成光滑自然的曲面。針對上述問題,本文采用基于草圖和數(shù)據(jù)驅(qū)動相結(jié)合的方法,首先利用單棵樹的三維骨架作為樣例,根據(jù)用戶輸入的二維草圖生成具有樣例枝條分布特點的樹木三維骨架,然后將生成骨架輸入到基于細分曲面初始網(wǎng)格優(yōu)化的模型中,從而生成具有流形分杈結(jié)構(gòu)的完整樹模型。論文主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:（1）為解決草圖二義性的問題,提出一種新的草圖和數(shù)據(jù)驅(qū)動相結(jié)合的樹枝建模方法。與需要大量數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)驅(qū)動方法不同,... 

【文章來源】：西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號對照表
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 基于過程的建模
        1.2.2 基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的建模
        1.2.3 基于草圖的建模
        1.2.4 樹木的曲面繪制技術(shù)
        1.2.5 存在的問題
    1.3 研究內(nèi)容
    1.4 研究方法與技術(shù)路線
        1.4.1 研究方法
        1.4.2 總體技術(shù)路線
    1.5 論文組織結(jié)構(gòu)
第二章 基于數(shù)據(jù)驅(qū)動和草圖的樹木三維骨架重建
    2.1 用戶定義的樹木草圖
    2.2 樹三維骨架信息的提取
    2.3 馬爾可夫隨機場模型
        2.3.1 馬爾可夫性質(zhì)
        2.3.2 最大團和Gibbs分布
        2.3.3 樹木二維草圖的因子圖構(gòu)建
    2.4 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建
    2.5 樹木三維骨架預(yù)測
    2.6 實驗結(jié)果與分析
    2.7 本章小結(jié)
第三章 基于全局優(yōu)化的樹枝連續(xù)分杈生成
    3.1 Catmull-Clark細分算法
        3.1.1 基本規(guī)則和性質(zhì)
        3.1.2 同其它經(jīng)典細分算法的比較
    3.2 基于Catmull-Clark細分的樹枝結(jié)構(gòu)優(yōu)化算法
        3.2.1 樹杈單元的構(gòu)建
        3.2.2 樹杈連接優(yōu)化
        3.2.3 樹木子樹枝傳播的實現(xiàn)
        3.2.4 樹杈粘貼優(yōu)化
    3.3 重建結(jié)果與討論
    3.4 本章小結(jié)
第四章 樹木建模系統(tǒng)實現(xiàn)
    4.1 系統(tǒng)實現(xiàn)流程
    4.2 實驗結(jié)果與分析
    4.3 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 創(chuàng)新點
    5.3 展望
參考文獻
致謝
個人簡歷
發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻】：
期刊論文
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[6]三次B樣條曲線骨架卷積曲面造型[J]. 張海林,金小剛,馮結(jié)青.  計算機輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報. 2006(09)
[7]具有多項式密度分布的直線骨架卷積曲面[J]. 金小剛,馮結(jié)青,彭群生.  計算機學(xué)報. 2002(03)



本文編號：3439886