逼真可控的火焰动画框架设计与实现

提出一个通用的火焰模拟框架,通过前处理、火焰模拟和后处理三个阶段生成满足用户需求且真实感强的火焰动画。针对该模拟框架,给出一种有效解决方案。根据火焰的两相流特性以及流体湍流特性,提出火焰的湍流模型,在有限计算资源条件下生成细节丰富的高真实感火焰动画。实验结果表明,所提出的火焰模拟框架切实可行,能逼真模拟基本火焰现象以及在复杂曲线、曲面和蔓延规则约束下的火焰动画。     

火焰特性识别的Matlab实现方法

图像型火灾探测技术较传统的粒子、烟雾、光电等传感器探测技术,具有信息量丰富、实时性好等优点,是火灾防治技术领域的研究重点.通过硬件滤光的方式来滤除监控现场的可见光,有效地减少了干扰,降低信息处理的复杂性.根据火焰燃烧时的多项特征,在检测准确度的范围内,选定火焰的圆形度、跳动频率、尖角,以及面积增长和质心移动特性作为特征提取对象.利用Matlab强大的图像处理和计算能力,对火焰的特征进行研究分析,并成功提取了所需参数,为火灾的准确判断奠定了基础.实验结果表明,该识别方法判定可靠、计算量小、运算速度快,满足火灾判断的实时性需要.     

基于改进的粒子系统的火焰模拟

在总结了国内外学者所建立的各种火焰模拟方法的基础上,基于粒子系统模型,对传统粒子系统的火焰模型进行了一些改进.详细讨论了改进后控制参数和函数的由来和设置,并研究了各个控制参数对于火焰效果的影响.同时,也拥有对风等外界影响因素的丰富体现力,在一定程度上克服了随机性,能够生成不同形态的火焰燃烧的情景.最后给出了一些已经实现的火焰效果.     

火焰模拟方法的研究综述

火焰等无规则物体的模拟近年来成为计算机动画领域中的一个研究热点,回顾了该领域中火焰模拟的各种模型的发展情况,总结了该研究方向所采用的各类方法,并结合各种模型的特点分门别类地详细展开。其方法总体上可以分为粒子系统方法、数学物理方法和纹理技术方法,讨论了各自方法的优缺点、适用范围和效果特征;展望了未来发展的3个重点:火焰细节、控制机制和模拟速度;并对这个方向的研究前景进行了必要的探讨。     

实时模拟固体燃烧现象

为了模拟固体燃烧时产生的火焰及其伴随的物质分解过程,提出一个实时的燃烧模型.为了在模拟速度和视觉效果间取得一个很好的折中,采用一套混合的网格模拟系统;整个空间的热传导过程在一个统一的框架下模拟,因此能够很好地耦合动态的火焰和燃烧的固体.提出了一个改进的燃面更新方案以及一个新的固体表面纹理映射算法,能够生成逼真的结果.还提出了一系列提高模型效率的加速算法.最终实时地模拟出了真实感的固体燃烧现象.     

基于物理的真实感火灾疏散仿真

人员的疏散是目前防火防灾研究的热点,但是传统的人员疏散研究多集中于人群疏散的离散仿真及可视化显示,无法逼真地表现个体的疏散行为.从火灾时人员疏散的物理特点出发,考虑不同人在火灾情况下的行为特征,采取几何连续的疏散空间,可较准确地计算人员安全疏散的时间及路径;建立了建筑物、火焰和角色动画的三维模型,动态交互地模拟火灾疏散过程,仿真效果逼真.     

基于物理仿真的布料动画研究综述

随着计算机图形技术的发展,布料动画成为3D游戏和动画电影相关领域研究者共同关心和研究的课题,并呈现蓬勃发展的趋势.布料动画的主要目标是表现布料丰富的运动细节,获得细腻、逼真的动画效果,可广泛应用于游戏、动画和虚拟现实等众多领域.论述了国内外基于物理仿真的布料动画建模的研究现状,总结了基于物理仿真的布料动画基本理论和方法.通过对近年来该领域相关文献的分析和归纳,发现其中存在的优缺点和相互间的联系,力图为3D游戏和动画中布料动画仿真技术的研究提供系统的思路.     

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.     

飞行模拟系统中导弹尾焰的实时生成

虚拟现实（ＶＲ）系统对火焰的模拟,通常采用纹理映射技术,即采用二维火焰图象作为纹理,将其映射到画面对应位置。由于纹理是二维的,所以无法从各个角度对火焰进行观察,从而大大影响了场景的真实感及用户的沉浸感。本文提出了一种在ＶＲ飞行模拟系统中生成导弹尾部火焰的算法,用该算法产生的三维尾焰,在形状、色彩、动画效果上均十分逼真,且计算开销较小。对于有图形硬件支持的ＶＲ系统来说,完全可以实现尾焰的实时生成。     

基于视频序列的火焰模拟

在现有火焰模拟方法的基础上,提出了基于视频序列的火焰模拟方法.该方法首先用火焰视频帧图像提取火焰边界,然后用提取出来的边界对火焰形状建模,并在相邻模型间进行线性插值,获得火焰燃烧过程的形状变化3D动态模型,最后用粒子系统模拟,给出了具体的模拟步骤和实际的模拟效果.