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快速真实地生成树的自然摇曳
引用本文:柳有权,王文成,吴恩华.快速真实地生成树的自然摇曳[J].计算机学报,2005,28(7):1185-1191.
作者姓名:柳有权  王文成  吴恩华
作者单位:1. 中国科学院软件研究所计算机科学重点实验室,北京,100080;中国科学院研究生院,北京,100039
2. 中国科学院软件研究所计算机科学重点实验室,北京,100080
3. 中国科学院软件研究所计算机科学重点实验室,北京,100080;澳门大学科学技术学院电脑与资讯科学系,澳门
基金项目:国家“九七三”重点基础研究发展规划项目基金(2002CB312102),国家自然科学基金(60473105,60373051),澳门大学研究基金资助.~~
摘    要:快速真实地模拟树在风中的摇曳一直是图形学中的一个挑战性问题.已有的方法,或者计算速度太慢,或者所处理的模型局限在几千个面片之内,难以用较强的真实感进行动画模拟.针对复杂树在风中的自然摇曳,该文提出一种新的方法.一方面,它基于统计数据采用高斯分布来近似逼近实际风力,既可以基于物理性态很好地反映风力的影响,又可以方便树的变形计算;另一方面,根据树的层次结构特点,新方法对树的各个部分分别进行独立的变形计算,然后再根据它们的连接关系进行组合,完整地获得树的变形.新方法对于小振幅的非末梢枝条,是利用静力分析来计算它们的变形,而对于振幅大的末梢枝条则采用Newmark逐步积分法求解其振动方程,这样就可以以较少的计算开销获得变形真实感很强的结果.在对树的各种姿态进行成像时,新方法运用了基于硬件的shadow mapping技术和LOD(Level-Of-Details)技术,以快速生成高度真实感的树.实验表明,对于有近4万个控制节点、近90万个拟合外观模型的三角形的柳树模型,新方法可以对其自然摇曳进行每秒0.6帧的高度真实感的模拟.

关 键 词:基于物理的动画  真实感    风力模型  交互

Fast and Realistic Simulation for Trees Swaying in Wind
LIU You-quan,WANG Wen-cheng,WU En-Hua.Fast and Realistic Simulation for Trees Swaying in Wind[J].Chinese Journal of Computers,2005,28(7):1185-1191.
Authors:LIU You-quan  WANG Wen-cheng  WU En-Hua
Affiliation:LIU You-Quan 1),3) WANG Wen-Cheng 1) WU En-Hua 1),2) 1)
Abstract:
Keywords:physically-based animation  realistic  tree  wind model  interactive  
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