3d游戏场景中实时火焰的探究

在3d游戏场景中有效模拟实时火焰主要应用真实感图形学知识以及粒子系统方法,文中详细讨论了如何进行动态火焰有效模拟,通过对火焰粒子速度以及动态效果进行建模以及对火焰颜色变化等情况进行建模来实现实时火焰有效模拟,利用关键帧技术以及自定义粒子发射器实现3d游戏场景中实时火焰的有效模拟.     

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。     

基于多粒子系统的火焰三维模拟

基于粒子系统的火焰模拟算法的缺点是所需的粒子量大,且在风力影响下粒子运动的随机性太强,导致模拟效果不逼真。将不受风力时的火焰基本运动轨迹和风力影响相叠加,来模拟多风影响下火焰表面的运动,在保证动态火焰纹理一致性和连续性的同时,减少粒子数量,提高渲染实时性,并实现了风的参数的人为控制,增强了模拟效果的逼真度和在不同场景下的适应性。     

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.     

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LOD的火焰粒子生成技术

在对粒子系统理论进行深入研究的基础上,详细分析粒子系统中粒子初始属性的设置方式和粒子动态变化的特性,并从LOD模型出发,推导了粒子系统中新粒子的产生数目与视点距离之间的数学模型,进行了火焰的粒子模拟,取得了很好的效果.     

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。     

粒子系统在钻井模拟器中的应用

介绍了钻井模拟器图形程序在压井作业中实现模拟火焰燃烧效果的技术和过程。在粒子系统的基础上,基于OpenGL的火焰模拟使得效果更真实,场景更逼真。模拟过程中采用BillBoard技术实现粒子立体影像,节约了资源,提高了运行速度;采用纹理融合技术,火焰粒子随时间的推移,发生颜色渐变和纹理变化,使得燃烧效果更加真实。     

基于OSG与Qt的FAST三维场景仿真

为解决FAST基地可视化的问题,开发了一套基于OpenSceneGraph(OSG)与Qt的三维场景仿真系统。通过三维建模,计算机程序自动化布局,OSG虚拟场景搭建等,将FAST的场景进行仿真显示。通过数据驱动实现对虚拟场景的实时更新,同时采用OSG的粒子系统来模拟雨雪天气特效场景。该系统将FAST的场景实时显现在技术工作人员面前,具有场景漫游,动态演示等基本人机交互功能,可为FAST基地的实践工作提供辅助决策依据。     

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。     

基于OSG粒子系统的雪景模拟

为了模拟真实降雪场景,建立逼真的雪景仿真系统,提出了一种基于OSG (open scene graph)粒子系统的仿真模拟技术,建立以雪粒子受力情况分析为核心的自定义雪粒子模型.该模型分析了雪粒子的具体受力情况,随机确定雪粒子的各初始属性,并在每帧中动态的赋予雪粒子不同的风力值以模拟真实降雪场景中的风力情况,解决了传统模型中雪粒子受力不够真实的情况.实验结果表明,自定义雪粒子模型能够更加真实的模拟降雪场景,具有逼真的仿真效果.     

自然燃烧火焰的快速仿真

从自然燃烧的火焰的现象出发,采用面向对象的方法,提出了一种基于粒子系统的自然燃烧的火焰的快速数值模拟算法.首先,讨论了形成火焰燃烧的动态场景图像的基本原理,给出了火焰图像与背景图融合的算法,并建立了用于火焰仿真的两种火焰颜色模型.然后,建立了用于火焰仿真的火焰粒子、火苗与火焰系统的面向对象模型,给出了各对象的燃烧行为的快速模拟方法.接着,对实现动感火焰的方法进行了讨论,指出了算法.最后给出了通过该文算法进行模拟实验的效果图.该算法准确度较高,速度快,效果较好.     

基于统计模型的海水运动仿真

人们常用建立物理模型的方式来达到模拟自然现象,然后通过OpenGL绘制出来;同时OpenGL本身也有用于模拟自然现象的粒子系统。对海水的模拟通常通过建立海水动力学模型来达到,而该文介绍通过建立统计模型的方式来模拟自然现象,提出了通过建立统计模型来模拟海水的运动的方法,并对其加以实现。     

基于VR的航天发射视景仿真系统设计与实现

针对如何构建一个虚拟的航天发射训练平台的现实问题,设计出一种基于虚拟现实技术(Virtual Reality,VR)的航天发射视景仿真系统;介绍了该视景仿真系统的逻辑结构和网络结构,采用三角形面片法构建发射场的地形地貌,并通过纹理映射使地形地貌更加逼真;利用图像和3D图形混合建模的方法构建发射场的设施;运用粒子系统原理,设计出发射火箭的火焰模型。通过Vega仿真软件进行系统集成和渲染,使整个仿真系统得到实现;实践证明,该仿真系统能够实时仿真卫星发射的全过程,为实时指挥、判读提供辅助决策支持平台,具有极大的应用价值。     

虚拟环境中池塘雨景雪景的构造与绘制

虚拟环境中的池塘雨景、雪景能增强人在虚拟环境中的沉浸感.如何对雨滴、雪片的运动建模,以及怎样实现其在计算机上的动态模拟,是室外仿真领域需要解决的重要问题.在粒子系统中引入粒子的运动模型,通过修改运动模型中粒子质量、风速和风向等关键参数的取值,实现了在不同风吹动条件下雨滴、雪片随风飞舞的实时模拟;同时通过对雨滴、雪片下落位置的判断,在其与池塘水面的接触点,利用特殊的幅度值平均算法实现了池塘水面受到粒子扰动后所产生的波动效果;最后通过读取外部模型参数的信息,生成了池塘周围的辅助景观.绘制的结果证明这些构造和绘制方法是有效可行的.     

基于粒子系统的火箭尾焰实时模拟

提高虚拟火箭飞行的真实性,火箭尾焰的实时模拟是关键;在对火箭尾焰的静动态特性进行分析的基础上,建立了火箭尾焰的粒子运动模型,实时模拟了火箭尾焰;在建模过程中采用了面片贴图作为粒子体素的方法以简化模型,并通过相应算法,将面片法向量与观察视线的夹角维持在恒定的范围内,保证了观察效果,提高了粒子体素利用率;应用该方法在火箭飞行仿真中模拟火箭尾焰,粒子量少,逼真度高,较好地解决了视景仿真过程中实时性和逼真度的矛盾,证明了方法的可用性。     

基于OpenGVS战场火焰烟雾的模拟

战场特效有助于虚拟战场环境气氛的烘托,其模拟质量直接影响着整个战场仿真的质量.对于战场上的烟雾、火焰等不规则物体,不能采用传统的几何方法建模,而只能采用粒子系统等复杂的数学模型进行模拟.但在战场环境模拟时,同一场景中常常会出现多处火焰、烟雾的情况,这时巨大的计算量势必大大影响场景仿真的实时性.文章对基于OpenGVS的特效实现方法进行了研究,提出一种基于OpenGVS开发平台,将粒子系统模型与二维纹理动画模拟相结合的实现方式,明显减少了模拟所需计算量.将此方法运用到某型高炮训练仿真器的场景模拟中,实际应用表明,保证实时性的同时使战场特效得到了高质量的模拟.     

下视景像匹配仿真系统中的数据生成

为了对下视景象匹配算法的性能进行评估,需要构建完善的下视景像匹配仿真系统.针对下视景像匹配仿真中的数据生成问题,全面考虑了实际下视景像匹配系统的数据生成原理及流程,引入了ICCD误差模型、雾景误差模型和姿态畸变模型等噪声和误差模型对实时图生成过程进行仿真.并模拟了实际系统工作时的航线及飞行姿态等相关数据的生成过程,考虑了飞行器实际航线及飞行姿态对各项生成数据的影响,最后提出了一种仿真程度较高的实时图序列及相关数据生成系统.