文档介绍：西安电子科技大学
硕士学位论文
IFS理论在自然景物模拟中的应用
姓名:张黎明
申请学位级别:硕士
专业:机械制造及其自动化
指导教师:璩柏青
20050101
摘要在计算机上模拟自然景物是计算机图形学中研究的一个重要课题。自然景物在外形上的随机性和不规则性难以用传统的方法加以描述。自年代甅岢龇中蔚母拍詈螅渥魑R幻判滦说慕徊嫜Э疲艿椒窍咝匝踅的广泛重视。分形为探讨自然界复杂事物的客观规律及其内在联系提供了新的概念和方法,在自然景观的模拟中,分形技术展现了其独特的优势,成为当今时代研究者们的热点之“一。在计算机游戏动画中,分形技术逐渐被用于模拟大型而复杂的游戏场景中,如产生和显示山、树、烟、云等景色,这些景色按我们日常的经验,是从来不曾重复的。但要让美工做到这一点几乎不可能,而利用分形技术在计算机上生成的山、树木、地形以及星球,不但非常容易做到不重复,而且完全可以达到乱真的地步。然而,分形图不同于常规的图形,因此,不能通过常规的技术来达到真实感图形的绘制以及图形动画的制作。本文主要针对分形图绘制的一种典型方法,迭代函数系统ǎ致鄯中瓮夹蔚幕嬷品椒ㄒ约癐分形图仿射变换的独特算法,由此理论基础出发,文中以树木问娜范ㄎ@晗父隽送ü图位置相互关系确定姆椒ǎ⒍源朔椒ń辛诵矶嘤幸娴淖芙帷X住髂静同部分颜色有所区别这一自然现象,文中重点提出了根据所选用的仿射变换来进行颜色的细分方法,并通过计算机模拟出了较真实的树木。文中还提出通过多个分形图形的叠加与变换产生出更加多姿多彩的自然景物图形的方法,并以树木开花为例在计算机七实现了此分形图的逼真模拟。以静态分形图形为基础,通过对问木植拷杏行У牡髡苑中瓮嫉亩允疽沧隽擞幸娴某⑹裕迪至模拟自然界树木的动画分形图形。对以上模拟自然景物的方法,在大型场景模拟中,可以用于场景中近处景物的模拟中,实现场景的逼真显示。关键词:分形图迭代函数系统分形动画
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惑磋。本人签名:邀墼避熬熊:遗本学位论文属于保密,在一年后适用本授权书。同期:垫同期:鱼:丝创新性声明趈塑:监关于论文使用授权的说明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,;也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书丽使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。,本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究牛在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。本人保证毕业离校后,发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文:学校可以公布论文的全部或部分内容,一可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。C艿穆畚在解密后遵守此规定本人签名导师签名
第一章绪论引言数=昀矗中巫魑R恢中碌母拍詈头椒ǎ谛分形几何学是一门新兴的学科。分形世丛从诶∥牡腇,它是由分形几何学的创始人甅钤缙丛斐隼吹模么示哂蟹质⒎旨兜含义,同时具有碎片、不规则的含义。分形几何学研究的主要内容是非整数的维多领域开展应用探索。分形几何学的研究,对数学及许多科学领域均产生了重大的影响。分形图形的生成方法主要有以下啵凳嗫占渖系姆窍咝杂成洹⒎窍咝晕⒎址匠糖蠼狻⒈J叵低匙荚虬咄从蛏细魇焦阋宓腏集和集“等势面着色”方法。低矷与分形插值方法。┥⒅孟弈模型、元胞自动彬P秃妥宰橹俳纭方法。在上述几种分形方法中,本文主要讨论了基于迭代函数系统姆中瓮夹生成方法。计算机图形学、仿射几何学和分形理论相结合,产生了迭代函数系统恼淄枷裆捎敫粗频乃惴āU馐恰ぃ执蠓段Х中瓮及傅墓乖旆椒ǎ涓哺面很宽,迭代函数系统不仅仅可以用于摘述分形图形,实际梢圆髦指样的图像,关键在于构造~个合适的迭代函数。现在人们在计算机上用涯苌啥嘀中翁闹参铩⒋粤帧⑸絁、湖泊和云烟等自然景物。并已成功地绘制出海岸风景、山林风景、花圃图像,甚至人的头像等。因此迭代函数系统被认为是分形图像中最具生命力并具有广阔应用前景的领域之一。另一方面,迄今为止分形理论依然处在起步阶段,仍有众多问题有待解决,而分形图形的研究成果多为静态景物真实感显示,而现实中运动是绝对的,本文不仅在自然景物逼真感模拟中有所突破,而且对分形网的动态场景显示作了有益的尝试。文中研究了几种利用迭代函数系统啥拔锏姆椒ǎ⒃诩扑慊实现了多种动念图形的显示,有兴趣的的读者可以根据本文的算法随意生成自己感兴趣的各种景物的场景动画。
.中卫砺鄣牟分形理论的发展于