基于物理模型的水波动画

近年来，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。关于山、水、云、烟、火焰等自然景物的模拟，在计算机游戏、影视、广告等各种领域中有着广泛的用途。作为自然景物模拟的重要内容，对流水、波浪的模拟正日益引起人们的关注。本文基于二维浅水波方程模型，给出了一种实现水波动画的数值模拟方法。和以往的方法不同的是，本文既没有去特意构造具体的波形函数，也没有去求解复杂的Navier-Stokes方程，而是基于二维浅水波方程模型，采用隐式半拉格朗日积分方法进行求解，在保证稳定性的同时，可以允许大时间步长。实践证明，用该算法模拟水波，效果比较真实，而且在普通的PC平台上即可满足一般动画的实时需求。     

基于Fourier合成技术的水波动画

水波动画是计算机动画中经常要模拟的一种自然现象。文章基于Fourier合成技术对雨滴下落产生的水波这一特殊物理现象进行了计算机动画合成。文章在物理建模的基础上,详细论述了算法的实现过程,从实验结果来看,该算法获得了理想的效果。     

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.     

基于细胞自动机的生长系统仿真模型研究

该文定义了一种广义生长系统，给出了其微分方程模型，在此基础上提出了一种基于广义生长系统生长机理和微分方程模型的细胞自动机仿真模型的设计方法，并利用此方法设计了广义生长系统的细胞自动机仿真模型(GCASM)。GCASM采用维的细胞自动机作为生长空间，采用Moore邻域作为其细胞邻域，演化规则根据生长系统生长机理和微分方程模型设计，GCASM细胞代表一个由广义生长系统状态变量确定的特定值。对GCASM进行的统计特性分析结果显示，模拟生长系统的细胞自动机仿真模型在数学期望意义下与所模拟的生长系统的动力学微分方程模型具有较好的一致性。     

基于Perlin噪声及粒子系统的水面模拟

现代计算机流行的网络游戏当中对自然景物的仿真尤其受到关注．而水作为自然景物中的重要元素,对于它的仿真程度也就成为了评价一款游戏图形效果好坏的重要砝码。利用Pe山n噪声生成水面高度场,采用粒子系统实现水面水花及水滴飞溅效果,在visualc＋＋2005环境下使用OpenGL图形接口实现与水面交互的动画效果．实验结果表明以此方法模拟动态水波满足实时性及逼真性要求。     

虚拟喷泉的计算机生成技术

介绍粒子系统和水波的物理学特性，研究生成模拟喷泉、水波、浪花及泡沫的理论基础．用粒子系统模拟喷泉、浪花及泡沫．实验证明该方法在生成速度和图像上都能获得非常好的效果．     

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.     

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。     

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.     

一种骨架驱动的近岸涌浪动画合成方法

大面积水面及波浪的快速建模与可控动画一直是计算机图形学研究的热点问题之一,但是由于天然波浪的复杂性与不规则性,现有的波浪模拟方法无法在计算效率与真实感之间很好的权衡.本文针对此问题,以近岸涌浪为对象,研究波浪形态特征的表示与提取方法,快速生成可控的波浪动画.首先以波浪视频为数据源,利用数学形态学算法从水面视频图像中提取出涌浪骨架特征;然后根据此特征控制涌浪形状与高度,重用高度场数据生成可控的更加多样的近岸涌浪运动形态,克服了流体动画计算效率低下且难以交互控制的缺点.实验表明本文提出的方法能够以简单直观的控制方式,快速实现用户期望的变形效果.     

基于纹理映射技术的实时波浪模拟

自然景物的模拟是近年来计算机图形学中具有挑战性的研究方向之一。波浪的模拟作为其中一个重要的组成部分受到越来越多的关注。本文从特定的波浪纹理出发,构造一个波浪函数来拟合相应的动态波浪曲面,通过在曲面网络上进行纹理映射来实现的波浪仿真,通过调整波浪纹理及波浪函数的初始值和相关参数可得到不同的波浪形态,结果显示这种方法能快速有效地模拟波浪。     

基于分形的三维波浪仿真

随着计算机游戏、三维动画、影视及广告的普及,波浪、水、云、烟、雨、雪等自然景物的模拟受到越来越多的重视。其中自然景观的波浪模拟可以大大提高三维场景的逼真度和可观赏性,论文基于海浪谱在分形系统的基础上,采用一种简单的分形模型,实现对波浪自然现象的实时模拟。     

基于海频谱的实时波浪模拟

自然景物的模拟是近年来计算机图形学中具有挑战性的研究方向之一.波浪的模拟作为其中一个重要的组成部分受到越来越多的关注.但由于波浪运动的复杂性和随意性,使得对其进行逼真模拟十分困难.文章从海浪的随机理论出发,利用海频谱分析方法,提出了一种基于特定海浪谱的波浪模拟方法.首先根据海浪的功率谱密度,采用多个随机正弦波迭加来模拟动态的海浪曲面,然后利用OpenGL技术将海浪纹理映射到动态曲面上来模拟海浪,结果显示这种方法能快速有效地模拟实时波浪.     

基于移位的递归子分割方法

自然景观的计算机三维模拟图形学研究的重要领域之一。本文在分析比较几种自然景观模拟方法之后，提出了一种模拟山水景观的基于移位的递归子分割方法。该方法不仅可以进行景观特征的局部控制，而且克服 景观模拟中的“折痕问题”，我们已用该方法在ＳＧＩＩＲＩＳ４Ｄ／２５图形工作站上实现了山水的三维模拟，得到了满意的效果。     

有机化学综合设计型实验的计算机模拟

利用Flash动画和Director多媒体技术,开发制作了有机化学实验计算机模拟软件。在系统模拟有机化学实验的基本知识和单元实验的基础上,重点对一些综合型、设计型实验进行了仿真模拟,内容包括12项单元实验、42项综合实验和2项示范性设计实验。     

基于物理的流体模拟动画综述

基于物理的流体模拟近年来成为计算机动画领域的一个研究热点.回顾了该领域中基于物理的流体模拟的发展情况,总结了该研究方向所采用的各类方法,并结合各种现象的特点分门别类地详细展开.其方法总体上可以分为欧拉法和拉格朗日法,涉及的现象包括烟雾、火焰、爆炸、波浪、气泡以及自由运动界面等.最后展望了未来发展的3个重点：细节策略、加速策略和控制策略,以使整个模拟能够更好地满足人们对真实感、实时性以及灵活性的需求.     

基于几何建模的海浪模拟

提出一种基于几何的快速海浪建模方法,即将人眼对海浪的观察感知结合到对海平面网格的区域剖分中,对 人眼不敏感区域进行网格粗剖分,而对人眼敏感区域进行网格细剖分,进一步对不同区域采用不同的数学函数或不同 的参数控制来模拟海浪的涌动,同时通过设置相应的随机过程来增加敏感区域海浪的细节运动模拟。所提出的方法 具有实现简单、计算消耗小、算法易于实现等优点,可满足游戏、动画等应用场景对海浪背景的实时性要求。仿真试验 结果验证了模型的有效性。