基于粒子系统和形状匹配的实时无网格变形仿真

介绍了一种基于粒子系统和形状匹配的无网格变形算法。该算法将模型的每个顶点当成一个粒子,一个模型对应一个粒子系统,通过粒子系统控制物体外形。同时,每个粒子都对应一个目标位置,粒子与其目标位置之间存在弹力,能将粒子拉向目标位置,使得变形后的物体能够恢复原来的形状。目标位置可以通过粒子系统未变形时的静止状态与当前变形状态之间的形状匹配来计算。该算法简单,易于实现,且不需要复杂的数据结构。实验结果表明该算法稳定,具有实时性,可以有效地应用于三维游戏中。     

基于粒子系统与LOD技术的实时雨雪效果模拟

在虚拟场景中加入雨雪的效果可以大大增加虚拟现实的真实性.粒子系统是模拟雨雪效果的有效方法,但是数量众多的粒子却增加了场景中的顶点数目,给仿真增添了许多困难.通过对粒子系统与LOD技术的深入研究,提出了一种新的应用于大规模场景的雨雪模拟实时算法.该算法的基本思想是结合粒子系统,根据人体视觉深度原理,采用LOD技术,根据粒子与观测点的距离对雨雪的密度进行分级,并对粒子发射器进行优化,提高粒子的利用效率,达到高效仿真的效果.     

一种基于GPU的粒子系统

粒子系统在当今不定形物体仿真中已经得到广泛的应用,但是普通的粒子系统在实时仿真中,粒子总数最多只能达到10000个左右,其中瓶颈在于粒子数据从主处理器到图形硬件的传输和CPU的并行处理能力。文章研究并实现了一种完全基于图形硬件(GPU)的粒子系统,利用GPU的多通道并行处理功能,提高处理速度,可以很大程度地增加粒子系统实时仿真应用中的粒子数量,从而可以提高虚拟环境的逼真程度。实验证明基于GPU的粒子系统的实时性能远远高于普通粒子系统。     

基于通用粒子系统模型的虚拟战场特效设计

该文总结了基于粒子系统的战场特效仿真方法,通过对粒子系统建模过程的分析,抽取战场特效的共同特性,设计了一个由粒子发射器、粒子、属性修改器和渲染器组成的通用粒子系统模型。并通过该模型对虚拟战场的常见特殊效果进行仿真。     

基于Direct3D点精灵的粒子系统研究

主要介绍了基于Direct3D点精灵的粒子系统,结合面向对象的思想,对粒子系统管理器、粒子发射器及粒子3个类的数据成员、成员函数进行设计。例证表明Direct3D点精灵技术可以形象地模拟粒子,并在普通微机上达到较好的仿真效果。     

基于GPU粒子系统的大规模雨雪场景实时模拟

基于粒子系统的雨雪模拟大幅提高了三维场景的真实感,但传统的基于中央处理(CPU)的粒子系统的渲染效率难以达到在大规模场景中进行雨雪渲染的要求.为此,提出了一种基于GPU的粒子系统来渲染雨雪场景的算法.该算法在视点前的一个固定区域内产生和绘制粒子,在顶点着色器中进行粒子属性的更新,在几何着色器中将粒子从点扩展为矩形,并对每一帧中的粒子的属性进行缓存处理,保证了粒子属性更新的连续性.此外,采用多幅雪花纹理与粒子随机组合,使雪花效果符合多样性和随机性.实验结果表明,该算法能在大规模场景中进行雨雪效果的实时渲染,并有较高的真实感.     

基于GPU的粒子系统的实现技术

为了提高大规模粒子系统绘制的实时性,在研究图形处理器(GPU)的编程架构和可编程接口基础上,实现了基于GPU的粒子系统.采用新的算法在GPU上完成了粒子系统与场景中其它物体的碰撞检测.与在CPU上实现的粒子系统相比,该系统在处理大规模粒子系统时,具有明显的速度优势.     

基于粒子系统的火箭飞行特效仿真的研究

基于粒子系统的特效仿真是运载火箭飞行可视化仿真中的重要环节.本文针对运载火箭飞行仿真中喷射火焰实时仿真难于实现的问题,对基于粒子系统的火箭喷射火焰动态模拟进行了研究.通过对火箭喷射火焰细节、特点的分析,建立了粒子系统的数据结构.详细介绍了算法的具体细节和关键技术,其中包括粒子的初始化和粒子发射器的初始化、粒子系统的更新.最后利用Billboard技术、OpenGL纹理映射等计算机技术实现了具有较强真实感的火箭飞行喷射火焰的实时仿真.     

基于局部力场的粒子系统仿真

粒子系统是迄今为止被认为模拟不规则模糊物体最成功的一种图形生成算法。该文首先是对粒子系统的关键技术及其发展进行简要地论述。然后针对粒子系统的实时性与真实感的问题提出一种局部力场的方法。这种方法的实现并不是让每一个力场都作用于所有粒子,而是让其有一定的作用范围,当粒子进入到这个范围后才受到本力场作用。如此可以减少复杂度,而且能较灵活地实现多种多样的行为效果。最后该文应用这种方法实现了礼花、火焰、烟等几个典型的粒子系统实例,并对实现中的关键技术进行了详细论述。     

提高粒子系统实时性的方法研究

应用粒子系统模拟模糊物体的一个关键问题是实时性，在剖析影响实时性的因素基础上，提出了提高粒子系统实时性的有效方法，为提高绘制效率而用OpenGL显示列表技术，为减少计算复杂性而简化粒子的碰撞处理，为减少粒子数量而采用基于相似属性关系的结构化粒子。     

3D游戏场景中的火焰效果的真实模拟

在3D游戏场景中我们通常利用真实感图形学的知识,模拟具有随机过程的自然场景。粒子系统是此类应用的重要实现途径。本文在基础粒子系统的框架上进行改进,对动态火焰进行模拟。对火焰粒子的速度,动态效果和颜色变化等物理现象进行建模,采用关键帧技术和自定义粒子发射器,真实地模拟了3D游戏场景中的动态火焰效果。     

基于粒子系统的烟花动画设计

W.T.Reeves提出的粒子系统模型是模拟不规则模糊物体最成功的一种图形生成方法。为了模拟出效果逼真的烟花,文中采用了粒子系统模型对烟花进行动画设计。在深入研究粒子系统的基本理论和对烟花燃放细节的分析的基础上,建立了基于粒子系统的烟花模拟模型,设计了一种五彩缤纷的烟花动画算法。在编程上,结合了VC＋＋编程语言和OpenGL的纹理映射技术,降低了渲染粒子的复杂度。实验结果表明,该算法快速、简单,视觉效果逼真,可以方便地应用到游戏和影视动画中。     

HYBRIDO应用初探

在新版本的RealFlow软件中,引入了一个叫HYBRIDO的解决方案,对我们实际的应用很有意义,本文专门针对HYBRIDO的应用做一个初步的探讨。使用HYBRIDO可以用来模拟洪水或海洋的场景,利用传统的RealFlow粒子发射器就可以创建。和其它软件一样,HYBRIDO所有的新元素都完全融入RealFlow用户界面中,很容易操作,本文用一个实际的简单例子来说明HYBRIDO的使用方法。     

基于GPU粒子系统的大规模场景高效雨雪实时模拟

粒子系统实现的雨雪效果能有效增强三维场景的真实感,传统基于中央处理器（CPU）运算模拟的粒子系统占用了大量CPU运算时间,难以达到实时模拟的要求。为此提出了一种基于图形处理器的（GPU）运算的粒子系统来模拟的雨雪场景。该方法通过在GPU中重复使用消亡粒子在视点坐标系内生成新粒子,并在几何着色器中将粒子的点坐标转换为矩形坐标,将CPU从复杂庞大的几何运算中解放出来,从而大幅增加了场景绘制的微粒数,使雨雪场景模拟的实时性和逼真度得到增强。     

粒子系统的优化技术研究*

总结分析了影响粒子系统实时性的主要因素,归纳并提出了优化方法,具体包括:为了提高绘制效率,可采用显示列表、公告板技术、几何形体优化、多级粒子系统;为减少计算复杂性,采用碰撞检测与处理优化、存储方式优化、运动过程优化、线性表、局部力场;为了减少粒子数量,采用结构化粒子、LOD技术、伪粒子系统等.最后将上述部分方法应用于基于粒子系统的土壤可视化.结果表明,该方法简单、实用,优化后速度平均有60.2%的改进.     

基于粒子系统的模糊物体间交互模型设计

考虑粒子间碰撞的原理性与碰撞检测的计算实时性要求,提出两种模糊物体粒子间交互的模型思想.通过引入像素投影链表,设计出一套主动粒子检测碰撞,被动粒子维护链表的近似优化算法,该算法在不丢失感官真实性前提下有效约减系统时间复杂度并与被动粒子数成线性关系,实现了满足动画帧频要求的喷雾水珠与火焰粒子交互的原型系统,进而将该思想推广到其他基于粒子系统的模糊物体粒子间交互的模型中.     

基于粒子系统的虚拟战场环境特殊效果模拟

作战系统在军事训练和军事演习的应用上具有经济性、科学性、实时性、交互性等其他训练模式无法比拟的优点,能够提高军事训练的效率,减少训练的成本,增加战士在训练过程中的安全性。虚拟战场环境是作战系统的一个非常基础的平台,值得研究探讨。在虚拟战场环境模拟中,对不规则动态形状物体建模的最有效的方法是粒子系统。而文中深入研究了粒子系统的基本原理,应用粒子系统的方法构建了一个战场爆炸模型来实现爆炸效果的具体实现过程,并分析爆炸粒子所受的动力来建立爆炸粒子的物理模型。实验结果表明这一模拟方法简单有效,逼真度和实时性效果较好。     

砂尘风洞试验中粒子系统的OpenGL喷砂模拟

结合砂尘环境风洞试验中砂尘粒子的运动特性,在传统粒子系统模型的基础上进行了改进,利用面向对象的思想设计了砂尘粒子的计算机语言描述形式,采用图形工业标准OpenGL的双缓冲技术实现了计算机模拟的喷砂动画.使模拟的喷砂效果在砂尘运动轨迹和表现形式上都能更好地符合风道及管路中的实际情况.并利用COM技术对代码进行封装后加入了监控主程序,增强了监控软件中工业系统流程的可视性,提高了程序中动画显示的维护性和便捷性,取得了较好的效果,对类似问题具有借鉴意义.     

3d游戏场景中实时火焰的探究

在3d游戏场景中有效模拟实时火焰主要应用真实感图形学知识以及粒子系统方法,文中详细讨论了如何进行动态火焰有效模拟,通过对火焰粒子速度以及动态效果进行建模以及对火焰颜色变化等情况进行建模来实现实时火焰有效模拟,利用关键帧技术以及自定义粒子发射器实现3d游戏场景中实时火焰的有效模拟.     

相互作用的量子系统模型及其物理控制过程

在充分考虑量子系统中粒子之间的相互作用以及可能需要的几何控制的基础上,建立了一个变量在李群的SU(4)上变化的、两个具有相互作用的自旋1/2粒子系统的数学模型.详细地描述了对具有相互作用的量子系统的物理控制过程.为进一步对量子系统有关的可控性、操纵以及反馈控制做好了准备工作.