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科研創(chuàng)新項目結(jié)題報告
在當(dāng)下這個社會中，報告不再是罕見的東西，報告具有雙向溝通性的特點。相信很多朋友都對寫報告感到非常苦惱吧，下面是小編整理的科研創(chuàng)新項目結(jié)題報告，希望能夠幫助到大家。
摘要：
項目成員：
趙旭升 計算機學(xué)院08級 計算機科學(xué)與技術(shù)
毛玉婷 計算機學(xué)院08級 計算機科學(xué)與技術(shù)
李雪梅 計算機學(xué)院08級 計算機科學(xué)與技術(shù)
指導(dǎo)教師：
宋成芳 講師博士
選題背景與意義：
在計算機圖形學(xué)領(lǐng)域，植物的建模表示、繪制與動態(tài)模擬一直是研究的熱點和難點，提出了許多針對植物這一特殊對象的方法，也取得了較好的結(jié)果。研究此次項目能夠幫助我們提高專業(yè)知識水平，拓寬視野，鍛煉動手實踐能力，加強團隊協(xié)作能力，敢于創(chuàng)新，大膽實踐。
科研初步收獲和體會：
首先進行了了解及熟悉使用vue5軟件，我們學(xué)習(xí)掌握了導(dǎo)師推薦的計算機圖形學(xué)專業(yè)教材，對計算機圖形學(xué)的一些基本概念數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，理論是科研的基礎(chǔ)，通過理論的學(xué)習(xí)，我們規(guī)范了圖形學(xué)的科研思路，在對計算機圖形學(xué)、生物學(xué)相關(guān)知識及開發(fā)環(huán)境——VUE5學(xué)習(xí)之后，我們閱讀了相關(guān)論文，開始了自己的自然場景建模與繪制的科研。
正文：
一、選題背景：
在計算機圖形學(xué)領(lǐng)域，植物的建模表示、繪制與動態(tài)模擬一直是研究的熱點和難點，提出了許多針對植物這一特殊對象的方法，也取得了較好的結(jié)果。植物的建模可進一步細分為模型表示與建模方法兩個部分，模型表示、建模方法與繪制三者之間是相互依賴和密切相關(guān)的，一般結(jié)合在一起實現(xiàn)。對于自然景觀的真實感建模與繪制，國外有很多相關(guān)軟件，國內(nèi)雖然支持過類似方面的研究項目，但專業(yè)軟件的報道極少。
同樣對于我們來說，對于該項目有極大的興趣，現(xiàn)階段包括未來前景表明，計算機中的動態(tài)建模將有很大發(fā)展，現(xiàn)在就了解和學(xué)習(xí)一些相關(guān)知識，將來也可以傾向這一方面進行更多的學(xué)習(xí)和研究。對該項目所需的專業(yè)知識之前只有大概了解，并沒有深入的學(xué)習(xí)、分析，但是興趣是最大的動力，研究此次項目能夠幫助我們提高專業(yè)知識水平，拓寬視野，鍛煉動手實踐能力，加強團隊協(xié)作能力，敢于創(chuàng)新，大膽實踐。
二、成員及分工：
總的來說，該小組里，趙旭升和李雪梅同學(xué)總體來說善于接受新的知識，比較擅長軟件的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，動手能力強， 思考深入，能夠很好的將新學(xué)習(xí)到的知識加以思考達到融會貫通。
而作為組長，趙旭升同學(xué)能夠有一個總體的規(guī)劃和布局；李雪梅心思細膩，擅長處理復(fù)雜精細的部分。出于此考慮，由趙旭升主要對軟件進行全方位的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，李雪梅則重點攻克建模中最復(fù)雜的幾個點，如渲染等。
而另一位組員毛玉婷則更擅長理論知識的學(xué)習(xí)，對于圖形學(xué)的算法有濃厚的興趣，鑒于此，毛玉婷主要學(xué)習(xí)和研究對于建模的基礎(chǔ)——圖形學(xué)。
協(xié)調(diào)配合：
總體的知識是每個組員都要學(xué)習(xí)和研究的，但由于時間精力有限，安排不同的組員重點研究不同的部分，然后及時討論，向其他組員講解，其他組員提出問題，共同探討學(xué)習(xí)。 導(dǎo)師指導(dǎo)情況：指導(dǎo)老師宋成芳老師對建模方面有所研究，帶領(lǐng)我們探討此科研的命題方向、創(chuàng)新點等問題，并向我們提供軟件，推薦參考書目。除此之外，宋成芳老師還指導(dǎo)我們制定不同階段的研究學(xué)習(xí)任務(wù)，對于不懂的問題及時引導(dǎo)及講解。總之，導(dǎo)師的引導(dǎo)在此科研項目中起到不可或缺的作用。
三、創(chuàng)新點與特色：
本次科研項目綜合應(yīng)用計算機圖形學(xué)和生物學(xué)理論，重點研究新的快速高效的大規(guī)模動態(tài)植物建模和實時繪制方法。我們以視覺效果和實時效率為主要目的，著力保證形態(tài)真實感和運動真實感，而不是嚴(yán)格忠實于動力學(xué)與生物學(xué)理論。采用幾何與圖像混合式表達方法來對植被等對象進行建模，并采用較為特別的方法對場景進行繪制。
建模對于現(xiàn)代來講雖然已經(jīng)不再是一個難題，但是真實場景的植被建模涉及到戶外的天氣、光照以及植物的陰影等，特別是怎樣在短時間內(nèi)對大規(guī)模的植被進行真實感建模仍然是個有待研究的問題。本項目著重于此，進行一系列的學(xué)習(xí)和研究。
科學(xué)
意義：
對于自然景觀的真實感建模與繪制，國外有很多相關(guān)軟件，國內(nèi)雖然支持過類似方面的研究項目，但專業(yè)軟件的報道極少。直接從國外購買這些軟件成本并不低(大型造型軟件的插件價格大約100美元，提供源代碼開發(fā)的SpeedTree軟件的每個單機license價格為8500美元)。探索新的高效建模和可視化技術(shù)，開發(fā)自主版權(quán)的植被建模與繪制平臺，對于我國在軍事仿真，園林設(shè)計，森林防護和數(shù)字娛樂的發(fā)展非常重要。
同樣對于我們來說，研究次項目能夠幫助我們提高專業(yè)知識水平，拓寬視野，鍛煉動手實踐能力，加強團隊協(xié)作能力，敢于創(chuàng)新，大膽實踐。
四、進展情況與初步成果：
該項目自2009年9月科研立項以來，在宋成芳導(dǎo)師的指導(dǎo)下，在我們項目組三個人（毛玉婷、李雪梅、趙旭升）的點點滴滴的學(xué)習(xí)鉆研下，歷經(jīng)一年的時間，結(jié)題在即，對該項目的實施進展情況作一小結(jié)。
09年暑假和09年9月，項目組三個同學(xué)進行了大學(xué)生科研立項的前期資料信息了解和選題工作，經(jīng)過仔細了解，結(jié)合專業(yè)背景及個人興趣組合，我們?nèi)齻�人選擇了計算機圖形學(xué)方向，并有幸得到了宋成芳導(dǎo)師的指導(dǎo)。宋成芳老師根據(jù)我們的計算機基礎(chǔ)情況及自己的研究方向，給我們選取了“自然場景的真實感建模與繪制”這一科研課題。在宋成芳導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)和我們自己的認(rèn)真準(zhǔn)備下，9月下旬，我們成功的申請了校級科研立項。
第一階段：了解及熟悉使用vue5軟件。針對我們的情況，導(dǎo)師要求我們先掌握好計算機圖形學(xué)支撐專業(yè)繪圖軟件VUE5，在此，我們感謝導(dǎo)師給我們提供了VUE5軟件和學(xué)習(xí)指導(dǎo)書目。10月11月份，我們在專業(yè)學(xué)習(xí)的同時，抽出時間學(xué)習(xí)掌握VUE5軟件，在我們面前打開的是一個專業(yè)豐富的三維建模畫圖軟件，通過該軟件，我們進一步感受到計算機圖形學(xué)的應(yīng)用。
第二階段：我們學(xué)習(xí)掌握了導(dǎo)師推薦的計算機圖形學(xué)專業(yè)教材，對計算機圖形學(xué)的一些基本概念數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，理論是科研的基礎(chǔ)，通過理論的學(xué)習(xí)，我們規(guī)范了圖形學(xué)的科研思路，這一部分也是比較富有挑戰(zhàn)性的。在學(xué)習(xí)圖形學(xué)的同時，根據(jù)老師的建議，我們閱讀了相關(guān)生物學(xué)圖書，對自然場景中的生物生長規(guī)律有了一個大致的了解，從而可以明確植物生長規(guī)律，遵循自然現(xiàn)象，最大限度的接近現(xiàn)實。
第三階段：在對計算機圖形學(xué)、生物學(xué)相關(guān)知識及開發(fā)環(huán)境——VUE5學(xué)習(xí)之后，我們閱讀了相關(guān)論文，開始了自己的自然場景建模與繪制的科研。在該階段，我們深切體會到科研的艱巨與科研取得進展的喜悅，增強了對計算機的熱愛和各位老師的敬愛。
回首這一年的科研時間，我們深切的體會的科學(xué)研究的博大精深和自己在科學(xué)面前的淺薄無知。“自然場景的真實感建模與繪制” 充分利用幾何模型在可控變形，圖像在外觀細節(jié)表達等方面的長處，實現(xiàn)融合幾何和圖像的混合式樹的多分辨率表示。
植物的模型表示應(yīng)當(dāng)具有三維幾何，便于動態(tài)模擬，能夠提供不同距離和視角下的逼真效果，以保證模型在形態(tài)上的真實感；為了高效地獲得真實感，以紋理圖像來表達細節(jié)和外觀。
本次科研項目基于導(dǎo)師的科研成果，綜合應(yīng)用計算機圖形學(xué)和生物學(xué)理論，重點研究新的快速高效的大規(guī)模動態(tài)植物建模和實時繪制方法。我們以視覺效果和實時效率為主要目的，著力保證形態(tài)真實感和運動真實感，而不是嚴(yán)格忠實于動力學(xué)與生物學(xué)理論。采用幾何與圖像混合式表達方法來對植被等對象進行建模，并采用較為特別的方法對場景進行繪制。
五、收獲與體會：
一年的科研立項“自然場景的真實感建模與繪制”即將結(jié)束，回顧這一年的時間，我們又困惑，有喜悅，但無論如何我們收獲了青春大學(xué)時代的一次美好的記憶。
友情，在這一年的時間里，我們遇到了很多困難。之所以我們最終還是走了過來，是在我們遇到困難的時候，我們彼此信任，互相體諒，共同思考解決的思路，團隊的力量是巨大的，在老師的知道下，在我們自己的努力下，我們一步一步，邁著稚嫩的腳步，一步步歪歪斜斜的走了過來。幾年以后我們工作后大家可能就不在是同學(xué)，不再是師生了，但是閑暇的時候，我們還是會偶爾記起在一起共同努力項目的開心，會記起在這個項目中我們的掌握的知識和技能。
在這個項目中，我們學(xué)習(xí)到了一些計算機圖形學(xué)的知識，了解到計算機圖形學(xué)的一些前沿信息，學(xué)習(xí)掌握了計算機三維繪圖軟件VUE5 VUE5中物體的創(chuàng)建與編輯；對物體的編輯有：選擇，移動，旋轉(zhuǎn)，扭曲，縮放，改變材質(zhì)顏色，分散，復(fù)制，導(dǎo)出等。圖像的渲染；取景；材質(zhì)等內(nèi)容。學(xué)習(xí)了解了植物的建模可細分為模型表示與建模方法兩個部分。植被場景的繪制方式大致可分為兩類：其一，基于純幾何和傳統(tǒng)光照明模型的真實感繪制；其二，基于預(yù)采樣的光亮度重用方法。三維模型建模方法是計算機圖形學(xué)的重要基礎(chǔ)，是生成精美的三維場景和逼真動態(tài)效果的前提等等專業(yè)知識。這次科研給了我們一個機會學(xué)到一些平時在書本上學(xué)不到的知識和技術(shù)。對于我們而言，研究次項目能夠幫助我們提高專業(yè)知識水平，拓寬視野，鍛煉動手實踐能力，加強團隊協(xié)作能力，敢于創(chuàng)新，大膽實踐。
這次科研也讓我們再次感受到了一些珍貴的品質(zhì)。堅持，“黃沙百戰(zhàn)穿金甲，不破樓蘭終不還”是堅持，“千淘萬漉雖心苦，吹盡狂沙始到金。”是一種堅持，當(dāng)我們面對困難，一連好多天找不到思路和方法的時候也是一種堅持，因為堅持，所以我們不折不撓，因為堅持，我們一如既往，因為堅持，我們走到了今天，因為堅持，我們還會一如既往的走下去。感謝這次科研中的許許多多的小糾結(jié)，感謝生活中我們遇到的各種各樣的小挫折，在這些糾結(jié)和挫折面前我們堅持了，我們經(jīng)歷了，我們走過來了，我們覺得內(nèi)心是強大的。“我始終不愿拋棄我的奮斗生活，我極端重視由奮斗得來的經(jīng)驗，尤其是戰(zhàn)勝困難后所得的愉快；一個人要先經(jīng)過困難，然后踏進順境，才覺得受用、舒服。”
勤奮。來到大學(xué)之后，偶爾也會懷念高中高考時候的辛苦的充實著。因為勤奮，所以充實，所以有收獲。在這個科研最初開始的時候，因為我們對計算機圖形學(xué)近乎沒有過專業(yè)的接觸，所以遇到了好多困難。包括后期學(xué)習(xí)使用軟件繪圖和自己動手繪圖的時候，我們遇到了好多困難，這些時候，我們能做的，只有勤奮。花更多的時間去閱讀相關(guān)資料，嘗試更多的方法和思路。戴爾卡耐基說：“一個懶惰心理的危險，比懶惰的手足，不知道要超過多少倍。而且醫(yī)治懶惰的心理，比醫(yī)治懶惰的手足還要難。因為我們做一件不愿意不高興的工作，身體的各部分，都感到不安和無聊。反過來說，如果對于這種工作有興趣、愉快，工作效率不但高，身心也感覺到十分舒適。因不適宜的勞動，使身心憂郁而患成的病癥，醫(yī)生稱為懶惰病。”經(jīng)過這次科研，我們更加認(rèn)同。
很感觸在大學(xué)時代可以有一次屬于自己的科研經(jīng)歷，經(jīng)歷這次科研，我們知道了自己的稚嫩和諸多不足。我們將以此為契機，學(xué)習(xí)好專業(yè)知識，拓展專業(yè)視野，閱讀相關(guān)專業(yè)學(xué)術(shù)論文，更好的去鍛煉歷練自己，作為一個工科學(xué)生，更加注重實踐所學(xué)專業(yè)知識，我們會注重多和同學(xué)交流學(xué)習(xí)討論，多和老師交流學(xué)習(xí)，我們會更加努力勤奮的度過余下的大學(xué)時光，收獲更多的專業(yè)知識和能力。
在此，再次感謝我們的導(dǎo)師宋成芳老師，在學(xué)習(xí)和生活中，他給予了我們諸多幫助，我們銘記在心。
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