| 【中文题名】 | 花开期花瓣的形变模拟 |
| 【英文题名】 | Simulating the Deformation of Petals during Floral Blossom |
| 【学科专业】 | 应用数学 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-11-2 |
| 【中关键词】 | 生长参数,生长函数,动态生长模型,区间拓展,B样条曲面,碰撞检测 |
| 【英关键词】 | growth parameter,growth function,dynamic growth model,interval extension,B-spline surface,collision detection, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>计算技术、计算机技术>计算机的应用>信息处理(信息加工)>计算机仿真 |
| 【论文摘要】 |
花开动画一般是以“手工建模+关键帧”的方式来生成，这样不仅耗时耗力，而且其结果很难符合花生长的植物或生物学规律。为了克服传统方法的这些缺点，我们提出了基于草图的建模和生物驱动模型自动生成花开动画的方法。该方法只需要用户通过基于草图快速建立花的初始形态模型和最终形态模型，然后就能基于生物学的动态生长模型来自动生成花瓣在花开过程的连续形变。
首先在草图界面勾勒花的组成部件花瓣、雌蕊、雄蕊等以及其花开前后两个状态的外形，系统将基于特定花序模式生成花苞和成花模型；然后将两个模型分解为一系列元素，分别进行对比和分析，提取描述花瓣几何模型的生长参数集，建立一个基于生物学的生长函数，以此来指导花瓣的连续变形过程；在变形的过程中，花瓣间必须保持一定的距离，以避免花瓣间的相交。为此我们提出了一种新的快速有效的花瓣碰撞检测算法，在花瓣变形前的每一个时刻，快速检测花瓣间的碰撞情况，并以弹开的方式避免了相邻花瓣间的相交。
上述方法不仅避免了传统方法繁琐的手工交互，而且基于生物学的动态生长模型为中间帧的生成提供了比手工交互更准确的控制，因此生成的花开动画更加符合花生长的自然规律，并且操作简单，用户不需要除常识... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
3-4 |
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Abstract |
4-9 |
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第一章 引言 |
9-12 |
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1.1 本文的研究目的和贡献 |
9-11 |
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1.2 本文的结构安排 |
11-12 |
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第二章 相关工作 |
12-22 |
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2.1 植物建模 |
12-13 |
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2.1.1 过程式的植物建模 |
12-13 |
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2.1.2 基于图表示的植物建模 |
13 |
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2.1.3 基于草图的植物建模 |
13 |
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2.2 植物的生长模拟 |
13-15 |
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2.2.1 生长参数 |
13-14 |
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2.2.2 生长函数 |
14-15 |
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2.3 直线与B样条曲面求交 |
15-19 |
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2.3.1 B样条曲面的层次包围盒树 |
16-18 |
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2.3.2 直线/子曲面求交 |
18-19 |
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2.4 区间拓展 |
19-22 |
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2.4.1 区间算术定义 |
19-21 |
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2.4.2 Bezier曲面的区间拓展 |
21-22 |
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第三章 花瓣形变的生成与计算 |
22-28 |
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3.1 花朵模型的建立 |
22-24 |
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3.1.1 花瓣模型 |
22 |
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3.1.2 花模型 |
22-24 |
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3.2 花瓣的生长 |
24-28 |
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3.2.1 花瓣的生长参数 |
24-25 |
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3.2.2 动态生长模型的建立 |
25-26 |
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3.2.3 花开过程模拟 |
26-28 |
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第四章 花瓣形变调整与控制 |
28-42 |
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4.1 花瓣碰撞检测 |
28-32 |
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4.1.1 花瓣间的相交检测 |
28-31 |
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4.1.2 边缘曲线与B样条曲面的位置关系 |
31-32 |
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4.2 改进的直线与B样条曲面求交算法 |
32-38 |
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4.2.1 B样条曲面的包围盒-区间拓展 |
32-36 |
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4.2.2 加速结构 |
36-38 |
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4.2.3 直线/子曲面求交 |
38 |
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4.3 算法描述 |
38-42 |
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第五章 实验结果与分析 |
42-53 |
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5.1 实验环境平台 |
42 |
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5.2 效率分析 |
42-46 |
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5.3 效果比较 |
46-48 |
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5.4 最终效果 |
48-53 |
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第六章 总结和展望 |
53-54 |
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参考文献 |
54-57 |
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致谢 |
57-58 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.370559 |
