植被仿真研究一直以来都是虚拟现实和计算机仿真研究领域中的一个重要课题,植被种类繁多,外部形态结构丰富多样,生长过程复杂。无论是计算机动画、大型游戏,还是虚拟交通仿真、军事模拟等领域,植被的生成以及大规模植被场景的渲染都是必不可少的。本文通过专业植物建模软件生成高逼真的树木植被,并将其导入虚拟交通视景仿真场景中进行大面积渲染,以此来增强整个仿真场景的真实感。具体工作如下:1、实现了高逼真植物模型的构建。选用SpeedTree专业三维植被建模软件通过基于几何以及基于图像的混合绘制技术,将树木分为主干、细枝、树叶三部分对其分别采用不同的方式建模,通过不同的建模方式可以在极大地还原真实场景的树木植被的同时减少多边形的使用量。结合相关生物学知识,进一步生成形态各异的符合生物规律的高逼真植被模型。2、完成了植被的大规模渲染。通过场景管理方法对场景中的模型进行数据管理与存储,使用细节层次等技术对植被模型进行优化,提高实时渲染的效率。最后通过实例化等技术实现场景中植被的大规模渲染,设计基于贴瓷砖算法的树木随机分布算法使树木的分布符合自然规律。3、实现植被的大规模风效模拟。对自然场景的动态模拟仍是计算机仿真研究领域的难题之一。本文利用组合风速模型来实现风场的生成,采用分别对主干、树枝、树叶进行简化的形变计算来模拟树木在风中的动态效果。同时使用动态模拟实例化技术以及基于GPU的加速技术实现了仿真场景中树木植被的大规模动态模拟。进一步增强了场景的沉浸感。