真实感火焰模拟

针对火焰的计算机模拟难以实现真实感和实时性的问题,提出一种基于物理模型与图形处理器(GPU)通用计算相结合的火焰模拟方法.该方法首先采用半拉格朗日法求解流体方程,运用基于3D纹理的体绘制对火焰进行三维渲染.然后,根据光照和密度场将光谱转换成颜色分布来模拟火焰颜色,并在GPU上加速实现,使得真实感和实时性之间达到了平衡.     

虚拟飞行场景中事故特效的实时仿真

针对飞机的虚拟飞行仿真中,飞行事故仿真的真实感不强的问题,基于粒子系统, 结合动力学模型,实时渲染了爆炸、火焰、烟雾等飞行事故常见特效。使用四边形粒子代替传统 点粒子,结合纹理映射技术和融合技术,将真实感较强的纹理贴图与背景的帧缓存按照预设的融 合因子进行深度融合,提高了特效的真实感和实时性。通过粒子系统碰撞检测的方法,模拟烟雾 在飞机机舱内扩散,与舱壁发生碰撞的效果。搭建出模拟飞行的虚拟现实仿真系统,实现真实感 和沉浸感都很强的飞机爆炸、起火和冒烟等事故场景实时仿真。     

基于粒子系统和纹理绘制的火焰模拟

不规则物体的模拟一直是计算机图形学的研究热点和难点,而火焰在时间和空间上的多变性,更具有挑战性。本文详细讨论了火焰模型中火焰粒子属性的变化和纹理图片的选取。粒子系统是模拟不规则物体的有效方法,结合纹理映射增强绘制结果的真实感,可大大降低粒子数量,提高了绘制效率。实验表明,这种方法满足真实感和实时性的要求。     

通用粒子系统模型优化研究

为提高通用粒子系统特效仿真的真实感,增加战场影响因子的属性和接口,以表现特效对其他作战要素的影响;采用基于双次多精度视点距离优化的系统结构,以提高粒子系统仿真的实时性;为提高渲染效率,结合GPU可编程流水线,利用曲面细分和数据缩放技术,节约存储空间和传输时间的同时增强仿真效果。最后针对优化前后粒子系统的性能,在相同硬件条件下模拟相同的战场特效,对优化后与优化前的粒子系统进行对比,结果表明优化后的系统在仿真中具有较大的优势。     

基于 N-S 方程和纹理映射的实时火焰模拟

由于使用数学物理方法模拟火焰动画的计算量太大难以实现实时性,本文提出一种新的火焰模拟方法。该方法结合数学物理方法和粒子系统的优点,采用不可压缩的Navier-Stokes方程作为火焰模拟的物理模型,通过简化外力项的计算来提高计算速度。在渲染火焰时,提出一种新的基于纹理的火焰渲染方法来实现令人满意的火焰动画效果。实验基于OpenGL,以C＋＋编程,使用提出的方法成功实现火焰的实时模拟。     

基于粒子系统方法的三维火焰模拟

文章设计了粒子系统火焰模型,详细讨论了模型中粒子的属性及其变化,实现了具有较强真实感的颜色变化和动态摇曳等火焰特性,采用纹理映射和视线跟踪技术进行三维火焰渲染;同时,采用了层次化的编程结构,用以提供简单实用的交互性火焰模拟。最后提供了篝火、烛火、火箭尾焰以及战场火焰模拟的效果图。     

基于OpenGL与粒子系统的喷泉模拟实现

喷泉效果能够极大地增强虚拟现实系统的沉浸感,在计算机动画、计算机游戏等领域有着广泛的应用,对喷泉的模拟也能够促进计算机仿真技术的发展.粒子系统是模拟喷泉的一种有效方法,文中基于OpenGL与粒子系统来实现喷泉模拟,基本思想是运用粒子系统建模方法分析喷泉水体模型,重点研究喷泉水珠粒子产生、运动和消失的机理,采用OpenGL显示列表方法和纹理映射技术增强喷泉绘制过程中的渲染和真实感.最后,在PC机上运用VC++6.0开发工具和OpenGL实现喷泉模拟,实验证明该方法具有很好的实时性和逼真性.     

基于粒子系统的蜡烛火焰实时模拟

应用粒子系统模拟模糊不规则物体的关键问题是真实感和实时性,在剖析影响真实感和实时性的因素基础上,提出了提高粒子系统真实感和实时性的有效方法。为提高真实感而将粒子、粒子源、力产生器统一在一起,即将粒子源、力产生器和可视化粒子看作都由力驱动。用合适的力类产生较好的火、烟、云及爆炸的实时模拟,用OpenGL显示列表技术提高绘制效率,简化粒子的碰撞处理来减少计算复杂性,利用层次空间减少计算工作量。实验结果表明,该方法满足实时性和真实感的要求。     

基于GPU和粒子系统的三维火焰模拟

基于粒子系统的火焰模拟是可视化仿真中的一个重要环节。目前,一些火焰模拟方法中的不足之处在于粒子计算时间长、渲染效果不真实等。基于粒子系统提出了一种三维火焰模拟算法,并利用GPU加以实现。其基本思想是运用物理动力学原理分析现实生活中的火焰运动,构建出火焰粒子系统模型并实现火焰的三维效果。实验表明,用该方法模拟火焰效果比较真实、速度快,在PC上可以得到令人满意的效果。     

试析粒子系统的三维火焰

介绍了现有的火焰模拟算法,阐明了粒子系统在建模不规则自然景物方面的几个重要优点,并简要讨论了基于粒子系统的三维火焰模拟方法,设计了火焰模拟系统的4个功能模块,探讨了提高粒子系统实时性的方法。     

基于纹理映射和粒子系统的三维喷泉实时模拟

将纹理映射和粒子系统理论相结合,给出一种基于粒子系统的喷泉系统模型,同时分析模型中粒子的属性及其变化,加入风力和阻力等粒子属性,绘制三维喷泉系统,实现粒子在复杂受力情况下的实时动态模拟.实验结果表明,该方法不仅有效地保证了图像的真实感,而且提高了系统的灵活性和实时性.     

基于粒子数生成函数的烟雾模拟*

在大规模虚拟战场仿真和复杂环境仿真中,烟雾作为其中的重要组成部分,其模拟具有重要的意义。针对烟雾模拟中难以达到真实性和实时性平衡的问题,引入层次细节技术,减少了模拟中所需要的粒子数目,在满足视觉效果的前提下提高了实时性。引入改进的物理模型与粒子系统相结合,增强烟雾的细节,生成真实感较强的烟雾。此外,还利用烟气抬升高度的阈值控制法来判断粒子的生命情况,使烟雾的模拟更加真实。实验证明,本系统利用有限的粒子数生成了满足视觉真实性和视景系统实时性要求的烟雾场景。     

OpenGL中基于粒子系统雷达扫描实时模拟

雷达扫描模拟是战场态势视景仿真研究领域的难点之一。提出了一种基于粒子系统的三维雷达扫描实时模拟方法,结合雷达扫描的规律性,对传统粒子系统模型进行改造,用点元绘制雷达余辉粒子。并运用OpenGL图形库在PC机上实现了雷达扫描的实时模拟。实验结果证明该方法满足逼真性和实时性要求。     

基于物理模型的三维火焰实时渲染

火焰等无规则物体的模拟近年来成为计算机图形学中的一个研究热点。传统的基于粒子和纹理技术生成的火焰,并不能真实地反映物体的运动过程,生成的火焰效果图具有随机和生硬的特点。为了解决火焰模拟过程中难以实现的实时性和真实感的问题,文中采用一种基于物理模型的火焰实时渲染方法,应用有限差分法求解Navier-Stokes方程,采用半拉格朗日法求解平流项,扩散方程则利用隐式迭代方法进行求解,利用GPU强大的并行计算能力对求解过程进行加速,利用光线投射算法对火焰进行渲染,最后生成了逼真的火焰图像。实验结果表明该方法实现简单,渲染速度快,显示的效果真实。     

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。     

基于粒子系统的飘雪场景实时绘制

为了实现真实感飘雪场景特效,提出基于GPU加速的飘雪场景实时绘制方法。飘雪场景作为自然环境特效的一部分,一直是虚拟现实领域研究的难点。详细阐述基于GPU加速的飘雪场景实时绘制方法,包括雪粒子的产生、初始化、属性更新、沉积计算、消亡、绘制等过程。给出实验结果与分析,包括飘雪场景、飘雪效果、飘雪沉积等实验。实验证明,该方法是可行有效的。     

虚拟手术中模拟软组织切割的混合弹性模型

虚拟手术仿真系统应该同时满足真实性和实时性的要求.弹簧质点模型可以满足实时性的要求,但它无法模拟人体的粘弹性特征;而传统的有限元模型虽然可以模拟人体的粘弹性特征,但巨大的时间消耗使得这个方法几乎无法给出实时的反馈.混合弹性模型是一种基于有限元方法的优化模型,由于采用了简化措施,使得它既克服了弹簧质点模型的缺陷;同时也满足了虚拟手术的实时性要求.实验证明混合弹性模型在虚拟手术的真实性和实时性之间达到了一个较好的折中效果,它可以实时的提供视觉反馈,同时也使在虚拟手术系统中引入力反馈器成为可能.