（2） 视景的内部表示

    -- 图形学表示：图形的最基本表示单位点、线，图形的最常用单位是多边形，其它概念还有曲线、曲面。如

    点：用直角坐标系P(x,y,z)

    直线：用2个顶点坐标P1P2表示

    N边形：用有序的N个顶点坐标P1P2…PNP1 表示

    -- 图像表示：二维图像表示（二维数据矩阵，即位图表达）；三维图像表示：包括三维曲线表示（如三维B样条表示），三维曲面表示（如Coons孔斯曲面、Bezier曲面、B样条有理曲面等）

    -- 视景的高层内部表示：如如何表示三维物体（结构信息和物体间相互联系）等。方法有物体的结构与物体的多视特征表示法。结构法中包括边界法、广义锥法和结构立体几何法等

    （3） 视景三维建模技术

    虚拟环境的建模是整个视景仿真系统建立的基础，主要包括三维视觉建模和三维听觉建模。

    几何建模：描述对象内部固有几何性质，如形状、轮廓、表面属性、基元间的连接性等。对象的形状能通过图形库（如GL、XGL等）从头创建，但一般要利用一定的建模工具。最简单的方法就是使用传统的CAD软件，如AutoCAD或3DS交互地建立对象模型，得到高质量的三维可视化数据库的最好方法，是通过专门的视景仿真建模工具，如MultiGen、Vega等。对象的外表真实感取决于它的表面反射和纹理。以前提高一个对象的真实感的主要方法是增加物体的多边形细节，但在实时仿真时增加多边形会使图形处理速度变慢。现在常采用纹理.映射增加真实感。物体表面细节一般分为两种，一是颜色纹理 （如花瓶上的图案）二是表面的几何纹理 （如桔子的皱折表皮）。为了模拟物体表面精致的不规则的颜色纹理采用纹理技术可将任意的平面图形或图像覆盖到物体表面上，在计算机图形学中纹理被定义为一光亮度函数，有一维、二维或高维，常用的是二维，它可由一数学模型定义或由一幅平面图像来表示。图像可由实拍照片来提供。纹理中最小的元素叫纹理元素(Texel)，每个纹理元素由RGB、亮度、和透明度Alpha组成。颜色纹理只考虑了在光滑表面上描绘事先定义好的花纹图案，但不能表现出微观的几何形状凹凸不平的粗糙感，1978年Blinn提出了一种无需修改表面几何模型，就能模拟表面凹凸不平效果的有效方法――几何（凹凸）纹理映射技术。通过对景物表面各采样点的位置做微小扰动来改变表面的微观几何形状，从而引起法向量的扰动。

    运动建模：仅仅建立静态三维几何体是不够的，虚拟环境中物体的特性涉及到位置改变、碰撞、缩放、表面变形等。物体位置包括物体的移动、旋转和缩放。对每个对象赋予一个坐标系统，即对象坐标系统，随物体移动而改变。在视景仿真系统中经常要检测对象A和B是否碰撞，要计算其相对位置。

    物理建模：虚拟对象的物理建模包括质量、重量、惯性、表面纹理、光滑或粗糙、硬度等物理性质，这些与几何建模和行为规则结合起来。形成更真实的虚拟物理模型。

    对象行为建模：除了对象运动和物理特性对用户行为直接反应的数学建模外，还可以建立与用户输入无关的对象行为模型。这些对象如动物、植物、飞机等。行为分为确定性的和非确定性的。确定性的是指它的状态是时间的一元函数，即可以确定它在仿真过程中的完整状态，非确定性指其行为不可预见，如人、动物等。

    模型分割：通过几何、物理建模一般得到的是一个复杂的模型，大量的多边形，使得绘制速度大大减慢。任何应用都可能面对建模复杂度的问题，在建立模型中可采用几个办法，如单元分割，变化细节，内存管理等。

    （4） 生成真实感三维图形的基本理论

    使用计算机完成真实感对象的图形必须完成四个基本任务：a) 用数学方法建立所需的三维场景几何描述。B)将三维几何描述转换为二维视图（透视变化）c)确定场景里的所有可见面。（隐藏面消除算法）。D)计算可见面的颜色。因为通过表面颜色和明暗色调来表现景物的几何形状、空间位置，为了能计算屏幕象素上相应景物可见点的颜色，需要建立一个能计算物体表面在空间给定方向上光亮度的光照模型。因此，体绘制、曲面、光照、光线跟踪和辐射度是重点。

    体绘制，是用来将物体的几何或物理特性在二维平面上表示出来的方法。构造物体三维表面形状的算法称为三维空间图形显示算法。

    曲面表示，分为一般曲面表示，如双三次孔斯(Coons)曲面，双三次B样条插值曲面，等。复杂曲面表示，由一条脊线和两条限制组合曲线建立可展曲面，由一条脊线和若干限制参数建立拟合曲面，还有三次类型过渡曲面，最小二乘拟合曲面等。

    光线跟踪技术，计算机图形学使用高光合阴影描述物体的立体特性，使用的计算模型有：1）只考虑由光源引起的漫反射分量和境面反射分量的局部光照模型，如不考虑境面反射的局部光照模型、phong光照模型、Cook-Torrance光照模型等。2)采用光线跟踪的整体光照模型。是生成高度真实感图形的主要方法之一，基本原理是从视点向物体引出一条射线，则物体表面的光亮度由离视点最近的标量值决定。

    辐射度方法，是光线跟踪技术之后的又一令人振奋的图形生成技术之一。它利用热辐射工程中的能量传递理论，从整体上将环境中各表面上的光能分布较精确地计算出来，从而表现包括面光源在内的复杂环境的整体光照明效果，能模拟诸如色彩渗透、软影、间接光照明等用以前传统技术所不能模拟的特殊效果。和光线跟踪结合可实现光能在景物表面间由漫射到漫射，镜面到漫射，漫射到镜面和镜面到镜面四种主要的能量传播过程，使照明模型更加完善。从这里可以看出，计算机技术问题的解决是应该复合自然科学多方面知识的。