随着计算机图形技术的发展，计算机真实感图形已深入到人们的日常工 作、学习、生活中。人们所要绘制的场景模型越来越复杂，一方面，借助各种 建模方法，人们可以建立高度复杂的景物模型；另一方面，近年来，使用物体 的采样表示方法生成高精度模型，是计算机图形学领域一个重要趋势。传统的 绘制方法是把高次建模基本元素进行划分，或把采样点进行连结形成三角片网 格，进行基于三角片的绘制。随着场景模型复杂程度的不断提高，传统的绘制 技术已不能满足大规模场景真实感绘制的要求，基于点的绘制技术直接作用于 点，为大规模复杂场景的实时交互绘制提供了一条新途径。 本文针对由大规模的离散点数据生成真实感图形的问题，研究基于点的图 形表示和绘制技术，提出了一些有效的表示方法和绘制算法，本文的创新点主要 有： @@·在分析了基于点的图形表示方法的基础上，指出了表面足迹表示法是物体表面 的最优表示，提出了一种基于协方差分析的表面足迹的求解方法，该方法根据 协方差理论，基于K个临近点的协方差确定一组点的包围足迹。这种方法不仅 能确定初始点集的足迹，而且可以在构建多分辨率层次时，以齐次矩阵形式， 自底向上传递协方差信息，方便地计算各结点的足迹。 @@·基于对适于点绘制的层次多分辨率建模方法的研究，给出了适于点绘制的三种 模型结构及其构建算法。在基于中点剖分的四叉树结构和协方差分析方法基础 上构建了离散点数据的层次模型；提出了一种层次细节的顺序选择算法，该算 法利用改进的基于距离的细节选取方法，使绘制时对结点的选择不再依赖于层 次结构，因而利于结点的硬件加速处理和图形加速绘制。 @@·基于对点绘制技术中纹理映射的高斯重采样滤波技术(EWA滤波)的研究， 提出了一种具有精确透视投影形状的高斯滤波的仿射近似表示方法。该方法利 用齐次坐标下圆锥曲线的特性，通过对圆锥曲线线性、仿射和投影映射的讨论， 得到高斯椭圆滤波内核在边界上而不是在内核中心点投影精确的映射，避免了 在极端透视投影情况下图形绘制的走样问题。 @@·基于EWA滤波，提出了一种具有线性变化法向量的Phong足迹点的确定算 法，该算法通过将足迹中心法向量沿切平面方向倾斜，把足迹上点的法向量 表示为切向矢量的线性组合，再利用最小二乘法确定线性系数，从而确定足 迹上各点线性变化法向量；并把这种足迹用于EWA滤波的点绘制中，生成 了具有Phong明暗处理效果的高品质图象。 @@·提出了一种硬件加速的点绘制改进方法，该方法利用可编程图形硬件，基于当 前图形硬件系统，采用三遍绘制技术进行EWA滤波和Phong明暗处理的足迹 点绘制，减少了数据传送和CPU计算从而节约CPU资源，在获得与软件方法 相媲美的绘制品质的同时，提高了绘制速度。 关键词：计算机图形学，真实感图形，基于点的表示，基于点的绘制，表面足迹，多分辨率层次结构，层次细节选择，EWA滤波，Phong明暗处理，加速绘制