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。     

跟踪大量粒子运动时对存贮单元的动态管理

本文主要介绍了在变粒子系统粒子模拟中,为存贮大量粒子运动状态,与恒粒子系统粒子模拟不同而必须采用的动态存贮单元管理技术。该方法对各种变粒子系统的跟踪计算均有指导意义。     

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。     

GPU支持下基于粒子系统编辑器的特效技术研究

针对粒子系统在计算机游戏特效设计过程中所存在的控制精度不高、运算量大等问题,提出了一种通过粒子系统编辑器生成粒子并基于GPU进行实时渲染的方法.使用粒子系统编辑器能有利于提高粒子系统制作的可控性,而基于GPU的仿真绘制则能够提高大规模粒子系统渲染的实时性.实验证明,GPU支持下的可编辑粒子系统能有效提升计算机游戏开发中...     

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Direct3D与粒子系统实现喷泉效果

粒子系统是实现喷泉效果的有效方法,运用Direct3D中的点精灵作为粒子图元渲染喷泉粒子具有一定的灵活性。首先介绍3D图形函数库Direct3D及粒子系统的基本原理,然后运用物理动力学分析现实生活中的喷泉运动,构建出喷泉粒子系统模型并实现喷泉的三维效果。提出伪粒子黏度的方法,使多个粒子“黏合”形成不同大小的水珠,增强了喷泉的真实效果。     

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3D GameStudio的粒子系统设计与应用

随着虚拟现实技术和计算机技术的发展,运用粒子系统来模拟动态的复杂实体和自然现象越来越受到人们的关注。基于3DGS（3D GameStudio）即3D游戏著名游戏工具软件,设计了几种实时的粒子系统。介绍了粒子系统的实现方法,包括粒子的属性定义以及粒子生命周期控制等特性。在该系统中举例分析了火焰和雨雪几种实体的特点,运用3DGS中自带的脚本编写工具Lite-C实现了其粒子效果的模拟。实验表明基于3DGS的粒子系统实现简单且对复杂的动态实体和自然现象都能够达到很好的仿真效果。     

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。     

飞机尾翼空中失火的场景模拟

提出了一种粒子系统与物理动力学相结合的算法,较精确地模拟了火焰和烟雾粒子的受力及在空中的运动状态。为了提高模拟速度和真实性,用粒子线性膨胀来近似地达到烟雾扩散的效果,粒子的颜色变化则通过真实火焰燃烧的颜色采样线性插值方式重构。在渲染时,利用粒子排序和Alpha混合,避免了传统粒子系统的颜色饱和问题,再结合纹理映射和Billboard技术,能对场景进行快速的绘制。     

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。     

基于粒子系统的林火模拟

粒子系统因其灵活性、适应性等特点,被广泛应用在景物模拟中。该文介绍一种基于粒子系统在火焰模拟中的应用,包括火焰粒子的初始化,帧数以及粒子属性的相应变化,体现粒子从产生、衰减到消亡的过程。为使火焰粒子更逼真,对粒子进行渲染处理,并简化公告板技术。实验结果表明,该方法可形象反映出火焰的动态变化,在普通微机上达到较好的仿真效果。     

基于某型防空导弹的尾焰仿真研究

应用粒子系统对某型号导弹武器系统的尾焰仿真进行研究，给出的尾焰仿真模型和粒子简化模型，改进了粒子系统在模拟不规则物体时为了达到逼真程度而增加粒子数量，但影响系统实时性的传统做法。该模型可以用较少的粒子就能达到系统的实时性和逼真程度很高的效果，最后在基于DirectX平台上利用VC 语言进行了绾程实现，验证了该方法的有效性和实用性。     

基于粒子系统烟雾的模拟

传统基于粒子系统烟雾的模拟无法模拟烟雾的扩散行为,而且需要大量粒子,因此满足不了虚拟战场逼真度和实时性的需要.提出一种基于粒子系统理论和离散浓度场相结合来模拟烟雾的算法.在粒子的属性中加人浓度属性,利用三维扩散方程的有限差分建立浓度场,浓度场的变化由浓度场内空间粒子的位置和扩散方程决定,通过浓度场的变化使粒子分裂来模拟烟雾的扩散,通过粒子的运动反映风场的作用.与传统的粒子系统相比,增加了对烟雾扩散的描述,大大降低粒子的数量,该算法保证了生成烟雾的逼真效果,满足了虚拟战场实时性需要.     

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CUDA粒子系统的烟花仿真

粒子系统的基本理论符合自然世界的客观规律,适用于烟花等复杂现象的仿真。针对粒子系统仿真存在的计算和内存资源消耗巨大等问题,建立了基于统一计算设备架构(CUDA)框架的粒子系统基本模型,讨论了模型中粒子的存储与运动更新,研究了基于CUDA的并行KD-TRIE邻近粒子搜索算法。运用建立的CUDA粒子系统,研究了烟花仿真的具体实现。仿真结果表明,系统能够较逼真地仿真烟花的上升与绽放过程,帧率高达每秒312帧,仿真的真实感和实时性得到增强。     

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.