卡通风格雨的实时模拟

提出一种硬件加速的算法模拟三维场景中的卡通风格雨，利用图形处理器的并行性和可编程性实现了实时交互．该算法采用碰撞检测、定制纹理及旋转point sprite的方法模拟雨点的泼溅效果；基于牛顿动力学自由地控制雨点粒子的运动，以模拟风力作用的效果，还可以使用不同纹理或改变point sprite大小，动态地控制雨点的大小．实验结果表明：该算法可有效地解决复杂地理环境中卡通风格雨的实时模拟问题．     

基于粒子系统的三维场地降雨实时模拟

粒子系统是实时模拟三维地形场景中具有真实感的降雨情景的一种有效方法。本文基于粒子系统的基本原理分析并提出了适用的雨粒子系统和雨粒子的属性，采用了把雨粒子产生区域定义为一个视图体顶部的外接长方体、用象素点和直线作为雨粒子的形状、降落过程的重力作用模拟、用粒子组实现雨粒子的连续补充和雨粒子的降落高度检测等新的方法及算法。试验结果表明，该方法能有效地再现三维地形环境场景中的降雨景象，在满足实时交互漫游的前提下表现出较强的真实感，具有一定的实用价值。     

基于OpenGL与粒子系统实现三维喷泉模拟

喷泉、瀑布、火焰、水流、雨、雪等自然景物具有不规则性、动态性和随机性,模拟十分复杂。模拟自然景物的方法有两种:基于物理建模技术的方法与基于粒子系统建模的方法。运用粒子系统建模方法分析了喷泉水体模型,研究了喷泉水珠粒子产生、运动和消亡的机理,构建出三维喷泉粒子系统模型。采用了三维立体显示技术和纹理映射技术增强喷泉绘制过程中的渲染和真实感。基于OpenGL,采用Visual C++6.0编程实现了三维喷泉模拟。实验结果表明,该方法模拟效果真实,在普通的PC平台上即可满足一般动画的实时需求。     

动画烟雾动态模拟算法研究

随着计算机动画技术的发展,烟雾等自然场景的动态模拟在仿真虚拟研究中占有越来越重要的地位.对各种计算机生成动画烟雾的模拟、动态控制等算法技术进行了深入研究,在总结相关算法技术的基础上,利用粒子系统作为基于物理规律的模拟,采用平滑粒子动力学(SPH)模型,将姻雾建模为102～103数量级个数的平滑粒子,并根据粒子密度推导出粒子受到的扩散力,将关于外力的物理参数直接定义在烟的粒子上,提出了动画中烟雾的实时动态模拟算法和模拟步骤.     

微型飞行器飞行仿真软件开发

该文简要介绍了微型飞行器飞行仿真软件的总体结构和模块划分。首先建立了飞行器的三维结构模型，根据飞行器的扑翼运动规律进行了运动仿真。采用随机分形技术生成的具有真实感的地形为仿真飞行提供了一个虚拟环境。在此基础之上讨论了飞行器虚拟飞行过程中的静态与动态模拟方法。仿真软件中的三维图形实时显示采用Visual C 和Open GL来共同完成。     

动态浓烟建模与实时绘制技术研究

基于气体动力学和粒子系统理论,本文给出了一种实时生成动态浓烟的方法。算法以球为基本粒子对烟进行造型,采用动态纹理映射技术和透明度扰动方法,来模拟烟的浓淡变化,采用简化物理方法,来描述浓烟的运动。与传统的粒子系统和随机湍流运动模型相比,该算法既正确模拟了烟的行为,又降低了计算复杂性,真实再现了动态浓烟的视
视觉效果。     

实时爆炸效果的真实感模拟

文中给出了一个利用粒子系统模拟爆炸效果的实时生成算法。爆炸时产生许多大小不一的碎片 ,用粒子系统来模拟这些碎片时 ,考虑到图像的绘制和实时动态效果 ,采用了两级粒子的方法 ,并利用OpenGL编程实现 ,得到了比较真实的三维效果。     

基于改进Qsplat算法的三维动态积云模拟研究

尽管人们对云模拟进行了大量研究,但是现有的云模拟算法很难在保证实时性的情况下得到真实感较强的云图形。针对这个问题,提出一种结合Qsplat算法与IFS算法的粒子系统的积云模拟方法,并考虑了积云的结构特点。首先,基于Qsplat算法的细节层次树型结构建立树型结构粒子系统,加速粒子系统搜索速度;然后,对距离视点较近的粒子使用IFS迭代函数系统算法增加层次包围球树的层次以丰富云体局部细节来建立云的外形;最后,使用球形图元映射二维纹理进行云的绘制。最终实现了三维动态积云的快速实时模拟。实验结果表明,该方法能够快速地生成实时三维动态积云图形,图形真实感强。     

飞行模拟场景中三维云的实时建模和绘制

为了实现飞行模拟场景中三维云的实时建模和绘制,采用了超亚椭圆体表达式以及软粒子方法进行实现。使用超亚椭圆体表达式计算得到云层中各粒子的初始位置,可以构建不同的云层模型,再利用软粒子方法实现云层的绘制以及与用户的交互。对超亚椭圆体表达式进行了一定的改进,使得云层形态更加的真实以及多样化,并且利用软粒子的特性实现了云层的运动以及穿云效果,并通过实例验证了所提算法的有效性及真实性,为飞行模拟场景中三维云的实时建模和绘制提供了可行的解决途径。     

三维可视化技术微型飞行器仿真中的应用

首先简要介绍了三维可视化技术在微型飞行器飞行仿真中的作用及其意义，重点讨论了基于三维可视化技术的飞行器的运动仿真及基于分形技术的地形仿真，在此基础之上讨论了飞行器虚拟飞行过程中的静态与动态模拟方法。仿真软件中的三维图形实时显示采用Visual C 和OpenGL共同完成。     

基于OSG与Qt的FAST三维场景仿真

为解决FAST基地可视化的问题,开发了一套基于OpenSceneGraph(OSG)与Qt的三维场景仿真系统。通过三维建模,计算机程序自动化布局,OSG虚拟场景搭建等,将FAST的场景进行仿真显示。通过数据驱动实现对虚拟场景的实时更新,同时采用OSG的粒子系统来模拟雨雪天气特效场景。该系统将FAST的场景实时显现在技术工作人员面前,具有场景漫游,动态演示等基本人机交互功能,可为FAST基地的实践工作提供辅助决策依据。     

基于粒子系统的雨点和雪花降落模拟生成

针对粒子系统生成虚拟场景的速度太慢的缺点,首先介绍了粒子系统的一般原理,然后分析了雨点和雪花的属性特点,最后提出了基于粒子系统的雨点和雪花降落的实时模拟生成算法。     

Real-time video-based modeling and rendering of 3D scenes

Our work targets 3D scenes in motion. In this article, we propose a method for view-dependent layered representation of 3D dynamic scenes. Using densely arranged cameras, we've developed a system that can perform processing in real time from image pickup to interactive display, using video sequences instead of static images, at 10 frames per second. In our system, images on layers are view dependent, and we update both the shape and image of each layer in real time. This lets us use the dynamic layers as the coarse structure of the dynamic 3D scenes, which improves the quality of the synthesized images. In this sense, our prototype system may be one of the first full real-time image -based modelling and rendering systems. Our experimental results show that this method is useful for interactive 3D rendering of real scenes     

基于三维模型的粒子滤波行人跟踪算法

针对传统行人跟踪算法得到运动轨迹与真实轨迹差异巨大的问题,提出一种基于三维模型的粒子滤波行人跟踪算法.该方法利用摄像机标定信息和图像帧信息建立行人的三维模型,解决图像中目标尺度的变化问题,并得到目标的真实运动轨迹.同时该方法利用双指数预测模型对粒子滤波算法进行优化,以解决短时遮挡问题,同时降低运算复杂度.实验表明,基于三维模型的粒子滤波行人跟踪算法能够较准确地建立行人三维模型,对比标准粒子滤波和KPF算法,能够对行人进行有效跟踪,对短时遮挡和尺度变化有较强的鲁棒性.     

使用三角网的户外增强现实注册方式的研究

增强现实的关键技术是进行三维注册,即由真实场景计算虚实结合的参数。为扩大增强现实在户外的应用,提出了在真实场景主要物体上增加表面3D网格的方法来减少虚实结合参数计算的复杂程度。该方法既不需要增强现实室内应用开发所应用的标记,也无需目前户外应用所依赖的传感仪器。以户外地形为例,通过对视线与地形网格交点的计算快速得到以往需要两幅图像联合处理才能得到的三维信息并进行快速的虚实合成。该方法为户外增强现实系统关键技术的研究提供了一个新的思路。     

基于粒子视频的高密度人群主流运动检测

采用粒子视频流获得视频序列中的特征点运动轨迹,并对获得的运动轨迹进行提取,然后利用最长共同子序列LCS(Longest Common Subsequence)聚类轨迹,得到运动的主流方向。该算法可以有效检测实际场景中的主流运动方向。     

实时三维图形平台BH_GRAPH

BH_GRAPH是一个面向视景仿真类应用系统开发人员、支持实时三维图形开发与运行的基础软件平台．它提供可扩展的软件体系结构、标准化的场景管理机制、高效率的场景处理方法、方便易用的应用程序接口，为三维图形应用系统的快速开发、高效运行提供完整的技术支撑．BH_GRAPH主要由三维视景绘制引擎、三维对象建模工具、三维场景布置工具以及一系列关键技术构成．概要介绍了BH—GRAPH各主要组成部分的软件结构、基本功能和技术特点．     

基于图像的光照

基于图像的光照技术是利用现实世界的光照图像来照明现实的或计算机生成的场景及物体的一种方法。介绍了基于图像光照的基本方法和步骤，在LightWave 3D图形软件中建立三维物体模型，加入高动态范围图像作为场景照明环境，通过光通量与高动态范围图像的结合，获得了逼真的光照及环境映射图像。