基于Direct3D和粒子系统的导弹尾焰模拟

为了能更加逼真地展现三维实时战场环境,对不规则模糊物体如火焰、烟雾、雨滴、雪花、波浪等的模拟仿真则显得尤为重要。国内外学者不断探索,先后提出了若干种针对不规则模糊物体的建模方法。粒子系统方法是到目前为止在模拟不规则模糊物体方面最成功的一种生成算法。通过对Direct3D中点精灵和粒子系统理论的研究,采用点精灵和纹理映射技术逼真地模拟出导弹的尾焰效果,从而再现了三维实时战场环境。     

基于OpenGL的礼花粒子系统模拟研究

粒子系统是一种能够有效模拟不规则运动的景物或现象的图形生成算法.本文将粒子系统的关键方法和OpenGL纹理映射技术相结合,设计了一种礼花粒子系统的模拟生成算法.该算法利用粒子系统对礼花的属性和运动特征进行建模,再利用纹理映射技术显示计算得到的每个礼花粒子.实验结果表明,本文所提出的礼花模拟生成算法具有简单快速的特点,并且达到了较好的逼真度,适合实时性较强的应用.     

基于粒子系统模型的自然景物生成技术应用研究

本文叙述了粒子系统模型的基本思想以及国内外关于粒子系统的动态图象生成技术发展状况，研究了生成自然景物动态图象的应用技术。     

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.     

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...     

虚拟雪景物理建模与仿真

基于动力学原理建立了雪花飘落的简化运动模型,并在D3D技术基础上,基于粒子系统的原理,绘制渲染了雪花纷飞的动态虚拟场景。提出了简化粒子发射器模型和碰撞检测方法,并对风力模型作了近似,在保证仿真效果的基础上提高了运算速度。实验结果表明,该方法仿真效果较好,速度快,同时能容易地推广应用到其他诸如雨、烟、雾等虚拟场景的绘制中。     

基于Vega Prime的环境特效与爆炸特效实现技术

为了提高仿真的逼真程度,本文介绍了Vega Prime采用粒子系统来模拟环境特效,Vega Prime提供了简单易用的编辑粒子系统特效的图形化用户模块,即Lynx Prime。根据该模块重点研究特定粒子系统的生成、属性及运动模型上。并在Vega Prime基础上阐述了爆炸特效的实现技术。     

基于云模型与粒子系统自然雨模拟

自然景物雨的模拟,在计算机游戏、三维动画、影视及广告中有着广泛的应用。粒子系统是模拟雨的一种有效方法。但是粒子系统使用随机生成的粒子以及粒子属性来模拟雨,而真实的雨粒子往往不是随机分布的。概率论与随机过程的理论研究和实际应用表明,类正态分布在实际的自然现象与社会现象中分布最为广泛,云模型是模拟生成类正态分布的有力工具,基于云模型控制粒子系统的粒子生成、属性的改变能够更真实地模拟自然雨的生成,具有更逼真的效果。     

基于OpenGL的烟花动态模拟方法的研究与实现

给出了几种模拟动态烟花的方法。通过分析烟花燃放过程的特点，建立了用粒子系统模拟烟花的模型，提出了基于粒子系统的烟花的实时模拟生成算法。实验结果表明，该方法满足实时性和逼真性的要求。     

基于粒子系统的导弹飞行航迹及烟雾的特效生成

在粒子系统和纹理映射理论的基础上，通过对粒子系统的具体控制和修改，利用0penGL强大的纹理和融合功能，实现了特效的实时生成。经过实践检验，这种方法能实现对特效的随意控制，对某些有特殊要求的效果能手工实现，有较大的灵活性，对Vega等环境中粒子系统的多样性是一个补充。     

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.     

基于GPU粒子系统的战场实时雨雪效果模拟

雨雪效果的模拟可大幅提高战场视景仿真的真实感,粒子系统作为模拟不规则自然现象的有力工具,很适合雨雪效果的模拟,传统基于中央处理器(CPU)运算的粒子系统,模拟雨雪效果时存在占用大量CPU时间和系统资源的缺点,针对这个问题,建立了基于图形处理器(GPU)粒子系统的雨雪效果模拟方法,讨论了雨雪粒子系统在GPU上的实现、存储及运算等问题,通过将粒子系统的存储和运算全部交由GPU来完成,充分利用了GPU强大的处理能力和带宽优势,大幅提高了可模拟的雨雪粒子数量,并使雨雪模拟的逼真度和实时性都得到了增强.     

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。     

基于粒子系统的实时降雨、降雪模拟

基于粒子系统理论实现了虚拟环境中降雪、降雨及其在风场中的模拟。首先阐述了粒子系统的基本模拟原理,对在风场影响下的雨、雪特征进行描述与分析,提出了雨、雪模拟的整体思路,结合降雨、降雪的特点和空气动力学理论对雨、雪进行了模拟。改进四点水波纹线性模拟算法,采用八点水波纹线性算法模拟雨滴落入水面形成的水波纹,应用雾化因子实现降雪环境的模糊问题。     

基于粒子系统与OpenGL的实时雨雪模拟

自然景物的模拟一直是计算机图形学中最具挑战性的问题之一。关于水、云、烟．雨、雪等自然景物的模拟，在计算机游戏、三维动画、影视及广告中有着广泛的应用。自然景观中雨、雪的模拟，可以大大提高三维场景的逼真度，Reeves提出的粒子系统是模拟雨、雪的一种有效的方法。论文在分析粒子系统实现原理的基础上，基于OpenGL提出了一种在大型场景漫游系统中实时模拟雨．雪的方法。基本思想是基于OpenGL的多视口与色彩融合技术，把模拟雨、雪的粒子在一个新的视口中视线有效区域内进行绘制，然后与原视口中的场景一起显示于窗口中。实践证明，该方法实现的雨雪模拟效果比较真实，而且在普通PC上也可以满足一般动画的实时性要求。     

Rain or Snow Detection in Image Sequences Through Use of a Histogram of Orientation of Streaks

The detection of bad weather conditions is crucial for meteorological centers, specially with demand for air, sea and ground traffic management. In this article, a system based on computer vision is presented which detects the presence of rain or snow. To separate the foreground from the background in image sequences, a classical Gaussian Mixture Model is used. The foreground model serves to detect rain and snow, since these are dynamic weather phenomena. Selection rules based on photometry and size are proposed in order to select the potential rain streaks. Then a Histogram of Orientations of rain or snow Streaks (HOS), estimated with the method of geometric moments, is computed, which is assumed to follow a model of Gaussian-uniform mixture. The Gaussian distribution represents the orientation of the rain or the snow whereas the uniform distribution represents the orientation of the noise. An algorithm of expectation maximization is used to separate these two distributions. Following a goodness-of-fit test, the Gaussian distribution is temporally smoothed and its amplitude allows deciding the presence of rain or snow. When the presence of rain or of snow is detected, the HOS makes it possible to detect the pixels of rain or of snow in the foreground images, and to estimate the intensity of the precipitation of rain or of snow. The applications of the method are numerous and include the detection of critical weather conditions, the observation of weather, the reliability improvement of video-surveillance systems and rain rendering.     

3DGIS环境下雨雪天气实时仿真

3D GIS最重要的特征之一就是虚拟现实表现,其本质是可视化技术与GIS数据库的整合,以满足各种应用如生态农业、灾害预测等方面的需求。以GIS数据库的环境数据和气象数据为基础,通过对雨雪的效果模拟,将GIS气象数据以实时的可视化形式逼真地表现出来。实验方法采用粒子系统,对单个点元赋予利用Photoshop制作的大面积纹理,这样采用的粒子数减少到普通粒子系统的十分之一,渲染速度为普通粒子系统的十倍以上,以较小的系统资源消耗达到了更加实时逼真的效果,对雪的动态堆积和雨水地面效果采用GPU加速3维渲染,原型系统同时能接受用户对实验环境如粒子纹理、雨雪量的设置。提出根据气象数据进行天气模拟的自适应策略,从而更加适应实际应用需要。     

基于纹理滚动技术的多通道雨雪实时模拟

多通道技术是目前三维图形实时生成系统的一个重要发展方向,在多通道系统中模拟三维雨雪对实时性和通道间同步性有着较高的要求。在分析传统粒子系统生成方法的基础上,提出一种基于纹理滚动技术的雨雪模拟算法。基本思想是建立以视点为中心的多层圆柱面,以此为载体滚动雨雪纹理,并根据多层圆柱面间的深度差实现具有立体感的视差效果。实验证明,该方法能够生成逼真的视觉效果,并能较好地满足多通道系统的实时和通道间同步要求。     

可扩展的实时自然景物模拟算法

针对传统的粒子系统实时仿真存在只能针对单一自然景物模拟、计算耗时、图像不真实、算法复杂等问题,提出了一种基于粒子系统和图形处理器（GPU）加速通用可扩展的自然景物模拟算法。在该算法中,粒子的物理运动计算过程和渲染阶段完全由CPU转移至GPU,可以增加粒子数量和提高渲染速度;同时,在渲染过程中,可以较好地利用硬件支持的粒子图技术来改善渲染中粒子的外表,选择不同纹理,从而能够较方便地模拟不同的自然景物。最后,在GPU上实现了雪花、喷泉、烟花、瀑布等模拟,算法充分利用了GPU的多通道并行处理性和可编程性,提高了自然景物模拟的实时性,可运用于虚拟现实系统。