1. 1. 毕业设计（论文）的内容、要求、设计方案、规划等
用于物体形变建模的方法主要分为基于几何和基于物理两类。基于几何的方法的主要思想是将目标位置或者微分属性作为约束条件，通过几何运算将物体调整为预想的姿态或形状[1-5]，其典型方法包括自由形变技术、多分辨率网格编辑技术以及基于微分域的网格编辑技术等。此类方法逼真度不高且需要反复调整，主要应用于模型网格编辑。基于物理的方法主要以客观物理规律为依据对物体进行形变计算，具体分为有限元模型[6]和质点-弹簧模型[7,8]两类。而当质点-弹簧系统约束不足时,会造成系统的不稳定,且在形变较大时不能准确描述物体的形变。有限元方法是完全基于弹性力学原理来进行问题求解的，它根据物体的几何形状、弹性常数、物体所受的外力及边界条件等近似求解出物体的内部应力、应变分量和位移分量。与其他方法相比，有限元方法更能准确地模拟三维物体的形变。因此本文可采用基于非线性的有限元形变算法来现实真实树叶的形变。
树木动态模拟比较具有挑战性，吸引众多国内外研究学者，目前已存在不同程度的研究成果。De Reffye[9]主要通过数据场结构计算风的衰变，结合过程变形模型得到树枝形变的结果；Ono[10]利用弹簧-质量模型结合Perlin噪声函数对树枝做形变计算；Shinya[11]利用数学中的积分方法计算树枝形变；Wejcher[12]使用流、汇、源以及涡四种基本单元流体的叠加模拟风的流动，再结合空气动力学中飞机受力分析原理，对树叶在法向上施加压力，下切向上施加粘性力，运用牛顿力学理论分析树叶受力运动，最终得到树叶随风运动模拟。Stam[13]使用频域空间对噪声进行滤波处理得到湍流效果用来模拟风场，由于树枝受风力作用会发生振动，所以采用有限元模态分析方法计算树枝运动时的振动频率，最终得到风力作用下树枝的运动效果。目前树木动态模拟多处于研究阶段，要应用到实际还需要更多的工作。以上所讲述的研究成果都是以单棵树木为研究对象，但是在现实环境中，我们需要多很多棵树甚至是森林做研究，因此还需要研究出更有效的方法来实现对所有树木在风力作用下的动态模拟。
针对室外阔叶树叶的点云数据不易重建与形变的问题，本文提出了一种阔叶树叶重建与形变的方法。首先，根据噪声特点和扫描线特性，对点云数据去噪。其次根据每条扫描线边缘点拟合出树叶的边缘。然后，采用双三次广义张量积Bezier曲面拟合叶面，并结合三角剖分算法实现叶面的重建。最后，采用基于非线性的有限元形变方法，从而模拟真实树叶的形变。通过实验结果表明算法简单高效。
2. 参考文献（不低于12篇）
[1] Wu G, Li W H, Feng G. Physically based Animation of Broad-leafPlant[J]. International Journal of Computer Science Network Security.2006(2A): 198-204.
[2] 胡潇毅，李华锋，郭乙木，等.基于动力学有限元的树在风中摇曳动画[J]. 计算机辅助设计与图形学学报.2007, 19(9): 1166-1171.
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