基于大规模粒子系统的实时喷泉模拟

本文实现了一种新的喷泉模拟方法,与传统的在CPU上实现算法不同的是,本文算法完全基于计算机图形硬件(GPU)来实现,利用图形硬件的大规模并行计算能力,显著的增加了模拟喷泉的粒子数量,提高了渲染速度,同时减轻了CPU的负载,使整个三维场景的绘制更加高效。     

基于硬件加速和粒子系统的实时喷泉模拟

喷泉效果可以增强三维场景的真实感。论文用粒子系统作为喷泉建模的方法,通过动力学原理模拟水流的运动,对水流中粒子的运动采用循环式的重复使用,从而大大提高程序运行效率。利用Direct3D对粒子绘制的支持,通过Shader编程充分挖掘GPU的处理能力,并对水珠粒子进行多样化的高效绘制。通过CPU与GPU相互结合的方式,既保证了喷泉效果的真实感,又有较高的运行效率,也能满足系统实时性的速度需求。     

音乐喷泉系统的可视化设计及实时仿真

介绍音乐喷泉系统的结构设计思路。针对传统的音乐喷泉系统的缺点和实际存在的问题,提出了分级控制的思路和实现方法,详细论述了音乐喷泉的控制码（造型码）的可视化编程以及音乐喷泉造型的实时仿真,并用当前流行的当前流行的编程工具ＶＢ加以实现。系统集声音动画于一体,充分展现了多媒体体技术和音乐喷泉的魅力。     

基于物理模型的实时喷泉水流运动模拟

本文基于流体动力学和粒子系统给出了一个模拟实时喷泉水流运动的方法。     

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.     

基于粒子系统的喷泉模拟*

提出了一种基于粒子系统和Particle System API的景物模拟方法,并采用Line方式取代传统的Point方式渲染粒子,结合纹理映射方法实现了多种喷泉模拟。实验证明用该方法模拟喷泉效果比较真实,速度快,在普通微机上可以得到令人满意的效果。     

基于纹理映射和粒子系统的三维喷泉实时模拟

将纹理映射和粒子系统理论相结合,给出一种基于粒子系统的喷泉系统模型,同时分析模型中粒子的属性及其变化,加入风力和阻力等粒子属性,绘制三维喷泉系统,实现粒子在复杂受力情况下的实时动态模拟.实验结果表明,该方法不仅有效地保证了图像的真实感,而且提高了系统的灵活性和实时性.     

基于GPU的大规模海浪实时绘制

海浪建模与绘制是近二十年来计算机图形学领域的一个经典问题,同时,随着硬件的发展,尤其是图形处理器(GPU)以大大超过摩尔定律的速度高速发展和其高速计算能力、并行性、其可编程功能,使得基于GPU的通用计算成为一个新研究热点.利用GPU的高速计算能力和可编程功能,解决海浪模拟中的复杂计算问题,提出一种基于图形硬件的大规模海浪实时绘制方法.首先,对图形处理器进行了概述.然后,基于Gerstner-Rankine模型生成海洋高度场,采用屏幕细分自适应算法对数字地球上的可视海洋表面进行采样,利用图形处理单元的可编程特性进行顶点和颜色计算,模拟实时球面海浪效果.实验结果表明,基于GPU的方法可以在普通PC图形硬件上实现大规模海浪的交互漫游.     

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.     

基于动力学方法的喷泉模拟

虚拟室外场景中的喷泉系统能够增强人在虚拟环境中的沉浸感。基于粒子系统的基本思想，对喷泉粒子的运动过程以动力学方法加以改进，并利用OpenGL建立喷泉模型，得到了较为逼真的模拟效果。     

喷泉系统音乐信号处理及控制代码可视化设计

介绍了喷泉控制系统中音乐信号处理方法,并利用播放软件对音乐Wave文件进行乐曲节奏分析后,提出了一种应用可视化屏幕菜单直接编制控制代码的设计方案.由于该方法方便、直观,易于非技术人员进行喷泉水型的音乐控制编辑.     

新型喷泉设计与建模实现

粒子系统是实现喷泉模拟的有效途径。基于粒子系统的基本原理和喷泉形态结构分析,以Visual Studio为开发工具,运用数学曲线、曲面构建抽象喷泉模型,并分析运动,最终通过OpenGL相关技术实现渲染。为提高绘制效率运用了显示列表、优化存储等技术,同时为了使系统满足更多用户的要求,系统加入人机交互功能,喷泉造型的控制更加智能化。加入颜色模式选择,喷泉外观更加多样化。实验表明,以这种方式实现的系统交互性好,并模拟实现了喷泉的新造型设计。     

喷泉景观的造型设计与模型研究

在分析现有喷泉模拟的基础上，针对喷泉造型的研究相对较少的问题，进行了喷泉造型设计并建模。运用多种数学曲线、曲面方程建立了复杂特殊的喷泉造型模型，并分析喷泉粒子的运动特性建立了喷泉运动模型。采用Visual Studio为编程工具，结合OpenGL技术渲染场景，在Windows XP环境下开发了基于粒子系统的喷泉模拟系统，仿真效果真实。     

火焰动画快速模拟的新方法

针对火焰动画难以快速建模和绘制的问题,提出了完全利用GPU过程化生成火焰动画的高效算法。先用建模工具在预处理阶段构建一个由平面正方形组成的三维模型,在绘制阶段通过GPU编程对这些方形进行Billboard方式的变换,并用一些简单公式对他们的运动方式、大小和颜色来用过程化方式进行控制,最后通过alpha混合得到最终结果。算法完全在GPU里实现,能满足实时的绘制要求。     

基于工业PC的音乐喷泉控制系统

结合某大型音乐喷泉控制系统的改造工程,介绍一种基于工业PC的音乐喷泉控制系统,该系统运行于windows平台,充分利用了计算机多媒体技术和现代工控机技术,具有水型可编辑,适用不同曲目的优点.     

基于实时渲染技术具有水彩画风格的音乐可视化方法

针对目前音乐可视化效果单一的问题,实现了一个与音乐充分结合,具有水彩画风格的动画效果。主要应用基于alpha通道的水彩画效果实现技术,基于优化物理模型、逐段拼接以及组合反走样等方法的动态场景仿真技术,借助Direct3D实现动画场景。结果显示,该方法可以在较低的CPU占用率和较小内存请求下达到良好效果。     

基于物理模型的实时烟雾模拟

针对使用直接绘制法渲染烟雾时,在高网格分辨率下实时性差的问题,文中提出了一种新的基于纹理的烟雾渲染算法。该算法采用不可压缩的Navier—Stokes方程作为烟雾模拟的基本物理计算模型,从而保证烟雾物理运动的真实性,同时利用OpenGL中的纹理映射技术渲染烟雾,保证了烟雾渲染效果真实,烟雾模拟细节更能体现出来;另外文中还给出了在烟雾中添加障碍物时边界条件的计算方式。模拟实验结果表明,该算法既能满足烟雾模拟的实时性,又能真实有效地模拟烟雾流动情况。