基于三維動畫技術(shù)仿真adhoc網(wǎng)絡(luò)的路由技術(shù)(編輯修改稿)
2025-07-23 10:53 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，包括物體造型、運動控制以及畫面的著色技術(shù)三部分。其中物體造型方面，在計算機(jī)內(nèi)部，對于物體的表示，主要包括體素構(gòu)造表示法和邊界構(gòu)造表示法。體素構(gòu)造表示法，也就是通過基本體素通過在三維空間的集合變化或布爾計算來組合而成；邊界構(gòu)造表示法則是通過放樣、拉伸、旋轉(zhuǎn)等方式來調(diào)整物體的點線面的構(gòu)成。而具體的物體類型，也分為Polygon Polygon，多邊形、Patch Patch，面片、NURBS NURBS，曲面之分。其中多邊形主要是基于三角面片與四邊形面片拼接而成用以描述建筑、人物以及游戲的模型；而曲面是用數(shù)學(xué)函數(shù)定義的曲線曲面，表面精度可以調(diào)整；至于面片則是介于前兩者之間的一種表示模型，用Bezier定義。而無論物體用什么類型，最終渲染的時候都是以多邊形方式計算結(jié)果。在運動控制方面，又分為通過關(guān)鍵幀和通過算法這兩種形式。根據(jù)設(shè)計者的關(guān)鍵幀，軟件通過對3D形狀差值計算或者借助于物理規(guī)律和算法描述生成中間的過渡動畫。在著色方面，通過消隱算法 消隱算法：對一個物體著色時的必要信息有光源方向、顏色、表面特性、表面法線。表面法線的翻轉(zhuǎn)可產(chǎn)生表面的不可見，不可見表面叫消隱面。使不可見的消隱面在渲染時不顯示叫消隱算法。進(jìn)行畫面渲染，是生成真實感圖形或圖像的處理方法。 3Ds Max技術(shù)綜述 3Ds Max，最早是由Autodesk公司于1990年推出，是一款非常優(yōu)秀的三維動畫渲染和制作軟件。經(jīng)過不斷的發(fā)展壯大并與Windows NT的結(jié)合，已經(jīng)可以代替在NT出現(xiàn)之前僅僅依靠SGI圖形工作站進(jìn)行渲染工作的方法。支持多線程運算的它，同時也為廣大的游戲開發(fā)者提供了一個很好的平臺，可以說，豐富的插件是它具有良好的拓展性的先決條件之一。同時在3ds Max中，對于模型的描述建立在參數(shù)對象基礎(chǔ)上的。參數(shù)對象是指建立在坐標(biāo)系視圖當(dāng)中的任意可以使用數(shù)字來描述具體屬性的物體，而任何操作也都是針對于他們的，這也使它可以良好的將用自身搭建好的模型提供給第三方軟件使用的基礎(chǔ)。 D3D技術(shù)綜述 D3D技術(shù)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是建立在矩陣上面的，在編寫D3D應(yīng)用程序時，我們通常只使用44的矩陣和14的行向量，則如下的矩陣乘法是有意義的： 向量矩陣乘法。若v為14的行向量，T為44的矩陣，則乘積vT有意義。且其結(jié)果為14的行向量。 矩陣矩陣乘法。若T和R為44的矩陣，則乘積TR和RT都有意義，且結(jié)果為44的矩陣，但是結(jié)果并不一樣，這是矩陣乘法不具有交換性造成的。 具體來說，44矩陣用來表示變換的思路大概如下：設(shè)置一個44的矩陣中元素的值，使其表示一具體變換。然后我們將某一點的坐標(biāo)或某一向量放入一個14的行向量v中。乘積vX就生成一個經(jīng)過變換的向量v’。 而普遍看來33的矩陣可能更適合3D變換，但是存在許多類型的變化無法用33矩陣表示，比如說平移、透視以及反射。從而導(dǎo)致13的行向量也需要拓展到14型的以契合于44矩陣。 但是同時也讓我對于第四個分量w的使用產(chǎn)生了疑問。而在D3D中，對于w的處理方式如下：將點放入14的行向量中時。因為向量不含位置信息，所以沒有對向量定義平移變換，任何企圖對向量實施平移變換的運算只能產(chǎn)生一個毫無意義的向量。并且為了防止對向量進(jìn)行平移變換，當(dāng)我們將13向量置入14的行向量時，將w分量置為0。 有時我們所定義的矩陣改變?yōu)橐粋€向量的分量w的值（w≠0和1），則會如下所示(其中p3≠1和0)：P=p1,p2,p3,11 0 0 00 1 0 00 0 1 10 0 0 0=p1,p2,p3,p3=p39。 可以看到，w= p3。當(dāng)w≠0和1時，我們稱該向量處于齊次空間中，以區(qū)別3D空間。將齊次空間中的向量映射回3D空間的方法是：用w分量去除該齊次向量的每一個分量。同時在表示平移的時候，要想將向量（x，y，z，1）沿x軸平移px個單位，沿y軸平移py個單位或者沿z軸平移pz個單位，我們只要將該向量與如下矩陣相乘即可：Tp=1 0 0 00 1 0 00 0 1 0px py p z 1 而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時，我們可以用以下3個矩陣將一個向量分別繞著x,y,z軸旋轉(zhuǎn)θ弧度，并且要注意的是，當(dāng)沿著旋轉(zhuǎn)軸指向原點的方向觀察的時候，角度是按照順時針方向度量的：Xθ=1 0 0 00 cosθ sinθ 00 sinθ cosθ 00 0 0 1Yθ=cosθ 0 sinθ 0 0 1 0 0 sinθ 0 cosθ 0 0 0 0 1Zθ=cosθ sinθ 0 0sinθ cosθ 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 經(jīng)常，指定的頂點并不正好和屏幕上的像素相匹配；當(dāng)這個發(fā)生的時候，D3D使用三角形光柵化原則來那些像素對應(yīng)到給定的三角形上。 1. 三角形光柵化原則 2． 點和線規(guī)則 3． 點精靈規(guī)則1. 三角形光柵化原則D3D使用頂左填充約定作為填充幾何算法。這同微軟GDI以及OpenGL的矩形填充約定相同。在D3D中，像素的中央是決定性點，如果中心在一個三角形中，那這個像素是三角形的一部分。像素中心是整數(shù)坐標(biāo)。這個D3D使用的三角形光柵化原則并不是必須應(yīng)用到所有可用的硬件上；你的測試或許揭示這些規(guī)則小的變化。下圖顯示一個左上角在（0,0）點的矩形，其右下角在（5,5）點；這個舉行填充了25個像素，就像你預(yù)期的一樣，矩形的寬度定義為右左，高度是底減去頂部。在頂左填充約定中，頂指的是水平跨度的垂直位置，左指的是一個像素寬度的水平位置。一個邊不能是頂邊，除非它是水平的；通常大多數(shù)三角形有唯一的左和右邊。頂左填充約定決定了當(dāng)一個三角形穿過一個像素中心時D3D的行為。下圖展示了兩個三角形，一個是（0，0），（5，0），（5，5）；而另外一個在（0，5），（0，0），（5，5）。這個例子中第一個三角形得到15個像素（黑色顯示），然而第二個得到10個像素（灰色顯示），因為他們共享
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