基于粒子系统的水波模拟

水波效果可以增强虚拟现实系统的沉浸感,对水波的模拟在计算机游戏、影视、广告、视景仿真等各领域有着广泛的应用.粒子系统是模拟水波的一种有效方法,基于粒子系统,针对水波的物理特性,推导出了计算水波幅的近似公式,在VC++6.0环境下使用DirectX函数包,通过数据缓冲区对图像进行水波处理的方法,使得程序的运算速度与水波的复杂程度无关.实验结果表明,模拟的动态水波满足实时性和逼真性要求.     

运行体的水波生成与扩散模拟算法

根据数字图像处理的基本原理,采用邻域扩散的思想,结合水波的物理意义,提出了一种综合线性叠加和线性滤波的运动体在水域中形成的运行水波的生成与扩散数值模拟算法.首先,讨论了在无外力影响的情况下,波源加入的算法模型,并给出了几个振荡发生器及其快速实现方法.然后,对水波扩散与衰减给出了八邻域滤波和二十四邻域滤波实现的模拟方法.接着,对实现水波立体感的方法进行了分析,给出了水波折射效果及其表达方法的算法模型.最后给出了通过本文算法进行模拟实验的效果对比图.该算法准确度较高,速度快,效果较好,对虚拟现实的实现具有较大的实用价值.     

真实感水波的模拟

近年来,自然景物的模拟一直是计算机图形学领域最具挑战的问题之一,对水波的模拟正日益引起人们的关注.其中基于物理模型的方法由于是从水波现象本身进行较精确的描述,使之成为了最有力的模拟方法.但是现阶段基于此方法的水波模拟都侧重于对水波的造型模拟,忽略了水波模拟另一关键问题一光影特效.本文在基于物理模型模拟进行水波造型的基础上,大胆结合了光影特效,对光照模型、水波折射现象及水波刻蚀现象分别进行了研究与实现,大大增强了水波模拟的真实性.     

一种实用的水波数值模拟方法

建立了一种实用的水波动态数值模拟方法,它是基于达朗贝尔粘弹性介质的理论,构建了二阶中心网格有限差分水波正演递推算子,并将常规波场的频散现象作为水波的涌浪特征而得到有效利用,同时构建了多种真实、动感且实用的涌浪波场传播场景。数值计算表明,通过调节该水波离散系统的模拟参数可以有效模拟多种复杂环境下的水波传播,从而更好地为水利建设服务。     

基于MATLAB的线性卷积及其快速实现方法

MATLAB中实现直接线性卷积通常调用conv()函数指令。对于线性卷积,一般直接比较麻烦。为了提高运算效率和运算工作量的目的,文章采用基于MATLAB实现线性卷积的自编函数clconv()和利用FFT和IFFT实现快速线性卷积的方法。通过实例验证及仿真结果,验证了clconv()函数的有效性,并且快速线性卷积的方法在计算出与直接线性卷积近似解的同时,运算工作量大大减少,运算速度大大提高,验证了利用FFT和IFFT实现快速线性卷积的有效性和优越性。     

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。     

一种基于Java的网络拓扑水波动画显示方法设计及实现

随着计算机网络的不断发展,构造无缝隙网络拓扑图,能够为计算机网络管理人员提供更直观的图形用户界面。本文将在运用水波动画公式的基础上,结合基于Java的网络管理技术,设计具有自适应水波动画功能的网络拓扑显示方法,并使用Java Applet的程序实现。     

一种基于Java的网络拓扑水波动画显示方法设计及实现

在推导水波运动的数学公式的基础上,结合基于Java的网络管理技术,设计出了具有自适应水波动画功能的网络拓扑显示方法,并进行了Java Applet的程序实现。     

基于真实能量衰减方程的水面特效模拟

针对现有水面特效模拟方法模拟常见三维场景中水面波动真实感较差的问题,提出了一种基于真实能量衰减Gerstner波模型的水面特效模拟方法.对Gerstner波的数学模型和参数进行了分析,通过对真实水波传播过程中能量损耗的研究,引入衰减因子α,建立崭新的振幅随时间衰减的方程,将此方程代入Gerstner波模型模拟水波;引入反射率与透明度以适应不同的环境与水体.实验结果表明,该模型可以呈现更加真实的水面波动效果.     

常见三维场景中水面特效的模拟

针对常见三维场景中水面特效真实感与实时性较难平衡的现状,提出了一种基于Gerstner波模型的水面特效模拟方法。对振幅添加了随机扰动,使得波动更具有变化;在将叠加后Gerstner波分为大波与小波的基础上,通过改变不同类型波的参数可方便地控制波形;最后引入反射率与透明度以适应不同的环境与水体。实验结果表明,新的模型不仅呈现出更加真实的水面特效,而且得到了比较理想的渲染速度。     

SAR探测水下运动物体波浪尾迹的模拟研究

水下运动物体可以在海面产生波浪,这种波浪与海洋表面波相互作用改变了海浪谱的高低频分布而形成波浪尾迹。将这样的波-波相互作用处理为对背景海浪谱的扰动,利用海面微波散射的二尺度模型,分析波浪尾迹对雷达散射系数的影响,并给出相应的数值计算模型;对水下不同运动状态物体的波浪用汇源分布法计算出波面函数,将它们分别与一些特定海况的海浪波面函数叠加,并对之进行微波后向散射测量仿真计算,给出波浪尾迹的SAR(Synthetic Aperture Radar、合成孔径雷达)探测图像;再利用二维谱分析技术对模拟SAR图像进行处理,提取波浪尾迹信息。初步结果表明,SAR探测下运动物体是可行的。
     

一种实时快速热力系统仿真方法的研究

在热力系统的仿真中,如何提高仿真计算速度并保证系统稳定性,成为提高仿真性能的一个重要环节。基于现有的研究基础上,该文通过详实的数学分析,提出了一种改进仿真性能的方法。通过对系统中最快响应环节的状态方程右函数变化趋势进行预测,在Euler法基础上将局部精度提高到二阶,从而使整个系统的仿真步长有效地增加并保证系统的稳定性。文中还通过一个典型示例进行了仿真验证。仿真结果表明该改进方法在保证系统稳定的前提下可以使仿真步长增大一倍以上。     

层化液体中潜体波浪力计算方法及仿真研究

应用边界元方法对层化液体中规则波的波浪力进行了理论推导,在此基础上采用在流体力学领域应用广泛的Fortran语言编程计算并对一典型界面规则波中的潜体的受力(力矩)进行了仿真计算与分析,得出结论:由于海洋中的内波基本上都属于低频长波,而本计算对低频内波有较合理的计算结果,因此对于计算海洋内波对水下潜体的影响,该计算方法比较可靠.同时与船舶科学研究中心702所耐波性水池实验结果进行了数据比对,通过实测数据与仿真数据的对比也验证了文中的理论推导和计算方法的可靠性.     

一种数字角色组群快速模拟方法

动态“组群”是人工智能中角色仿真模拟的重要效果，可应用于计算机（微生物）仿生、大型虚拟场景的多角色模拟等。本文讨论并给出了基于自定义对象的“组群”效果的仿真模拟方法，并给出了该方法的程序效果验证，从而有效应用于多角色并发模拟工作。     

一种数字角色组群快速模拟方法

动态"组群"是人工智能中角色仿真模拟的重要效果,可应用于计算机(微生物)仿生、大型虚拟场景的多角色模拟等。本文讨论并给出了基于自定义对象的"组群"效果的仿真模拟方法,并给出了该方法的程序效果验证,从而有效应用于多角色并发模拟工作。     

水利水电引水工程仿真系统

在水利水电引水工程系统中,要降低因决策失误而引起事故的风险,就要求管理人员和操作人员能够熟练地掌握和运行整个大型水利水电引水工程系统.要达到这样的要求,高质量的训练是必不可少的,而仿真训练是最好的方法.针对上述问题,给出了水利水电引水工程的结构组成,建立了水利水电引水工程系统的数学模型.基于Visual Basic开发工具,开发了水利水电引水工程仿真系统,实现了水利数据动态显示、传输模块,文档、报表模块,动画模块等功能,很好地解决了上述问题.     

一种离散时间事件仿真架构及其实现

该文介绍了一种C＋＋语言开发,基于消息处理的离散时间事件仿真软件架构,并且给出了关键的实现算法和C＋＋源程序段。由于在设计中充分考虑了易用性、通用性、可扩展性和代码的兼容性,该仿真架构是很有实用价值的。     

基于虚拟现实的水处理车间仿真的研究

为了达到在工人上岗前对其工作流程进行培训的目的,利用三维建模工具3DSMAX和虚拟现实仿真软件Cult 3D进行水处理车间工作流程的模拟.该文详细介绍了虚拟现实技术Cult 3D的功能,并将虚拟现实技术应用于大庆第二采油厂的水处理车间,详细分析了建模过程需要注意的问题以及如何模拟水处理车间工人操作的流程,同时分析了编程过程中的关键技术,开发了三维仿真动画程序.程序可以自动生成水处理车间的三维模型,并且以三维交互动画的形式演示操作流程.     

海浪噪声的仿真与滤波

运用海浪谱分析方法,基于MATLAB/SIMULINK对航行中船舶遭遇到的海浪进行实时仿真,描绘出了不规则海浪的特征.海浪对船舶的控制和性能的研究带来很多不便,应该设法消除或削弱其影响.基于切比雪夫函数逼近方法, 设计了一种无限冲激响应(IIR)数字滤波器来实时地对海浪噪声进行滤波.对三级海况下船舶遭遇的海浪进行仿真实验,结果表明,该滤波器不仅设计简单、经济,而且实时性强,滤波效果显著.