基于拉普拉斯网格变形的三维植物叶片建模

论文提出一种基于拉普拉斯网格变形的三维植物叶片交互式设计方法。该 方法以叶片轮廓及叶片主脉中轴点数据输入并生成网格曲面,通过拉普拉斯网格变形技术对 叶片的曲面网格进行交互式编辑。轮廓中轴数据点既可以通过三维数字化获得,也可以根据 叶脉形态计算得到。实验证明,该方法具有较好的普适性,变形计算快速,能够达到实时交 互设计的需要,所生成的叶片不仅能够很好地保持叶片的面积特征,同时在形态上具有较强 的真实感。     

基于Voronoi图的植物叶脉建模方法

提出了一种生成树叶叶脉模型的算法.叶片轮廓用B样条曲线绘制,分形LS文法用来实现对第一、二级叶脉的模拟,并使用Voronoi图对叶面进行网状分割生成第三级细脉.在生成Voronoi图的过程中,采用基于Poisson-disk模型的Dart-throwing随机采样算法得到均匀分布的Voronoi点集.仿真结果验证了该算法的可行性.     

基于云模型与粒子系统自然雨模拟

自然景物雨的模拟,在计算机游戏、三维动画、影视及广告中有着广泛的应用。粒子系统是模拟雨的一种有效方法。但是粒子系统使用随机生成的粒子以及粒子属性来模拟雨,而真实的雨粒子往往不是随机分布的。概率论与随机过程的理论研究和实际应用表明,类正态分布在实际的自然现象与社会现象中分布最为广泛,云模型是模拟生成类正态分布的有力工具,基于云模型控制粒子系统的粒子生成、属性的改变能够更真实地模拟自然雨的生成,具有更逼真的效果。     

粒子系统模型在水彩画上的应用

粒子系统是一种可以有效模拟不规则运动的景象或现象的图形生成算法。将粒子系统的关键方法和OpenGL纹理映射技术相结合,设计了一种水彩画的模拟生成算法,利用鼠标实现用户交互。该算法利用纹理映射技术模拟颜料粒子,通过粒子的扩散作用模拟水彩画的绘制过程。实验结果表明,提出的水彩画模拟算法具有简单快速的特点,并且达到了较好的逼真度。     

基于粒子系统的大规模漫游环境实时降雨模拟

降雨是一种重要的自然现象,对降雨的模拟可以大大提高虚拟场景的真实感,粒子系统是模拟降雨的一种有效方法。针对已有降雨模拟方法的不足,提出一种应用于大规模漫游环境下实时降雨的新方法。首先通过分析雨的行为,建立恰当的雨滴粒子模型;其次通过在极坐标内生成雨滴粒子,提高粒子的利用率;最后就风对于雨滴的干扰作用进行计算,模拟出了逼真的雨滴运动过程。实验表明,该方法生成的大规模漫游环境下的雨景真实自然,实时性高,具有一定的实用价值。     

基于旋转模型的植物叶子卷曲变形模拟

为实现植物叶子卷曲变形实时仿真,提出了一种基于叶脉骨架的旋转模型。基于叶片图像构建叶子的三维模型,并利用轮廓中轴提取算法生成叶子主脉,由主脉节点自动分生二级叶脉。在此基础上,将叶脉骨架旋转模型拓展到整个叶膜,即叶片三角网格顶点绕叶脉骨架节点向量逐步进行空间旋转,从而实现整个叶片模型的动态变形。元宝枫仿真实验结果表明,该方法模拟的叶子卷曲变形效果具有较强的真实感,且算法的运行速度基本达到了实时性的要求。     

烟雾的快速模拟

文章提出利用粒子系统和浓度场相结合的方法来模拟烟雾的运动与扩散.在粒子属性中加入一浓度函数,通过粒子作用半径及浓度函数的变化模拟烟雾的扩散,还通过粒子的运动及分裂反映风力场的作用.与原有的粒子系统相比,不仅增加了对烟雾扩散的描述,还可以用少量的粒子生成连续的浓度场,在很大程度上提高了计算速度.同时文章还给出了一种快速的烟雾绘制方法.     

“植物-雨滴”交互过程的可视化模拟

与雨的交互是影响植物生长以及植物生态系统的一个要素.提出一种模拟植物与雨滴交互过程的计算机方法.先基于雨滴与叶片碰撞前后水质量守衡的假设和基于粒子系统的雨滴模拟,建立了雨场景模型.然后基于物理学中的动能守恒原理,模拟了雨滴在植物冠层三维空间结构中的传播路径.再通过雨滴粒子与叶片间的碰撞检测,模拟雨粒子作用下的植株形变过程.该方法已经使用OpenGL在NVIDIA GeForce3图形硬件上实现.结果表明,该方法不仅能逼真地模拟雨场中植物的动态变形,还能动态地模拟雨滴在植物冠层中的传输与分布情况.     

基于OpenGL的礼花粒子系统模拟研究

粒子系统是一种能够有效模拟不规则运动的景物或现象的图形生成算法.本文将粒子系统的关键方法和OpenGL纹理映射技术相结合,设计了一种礼花粒子系统的模拟生成算法.该算法利用粒子系统对礼花的属性和运动特征进行建模,再利用纹理映射技术显示计算得到的每个礼花粒子.实验结果表明,本文所提出的礼花模拟生成算法具有简单快速的特点,并且达到了较好的逼真度,适合实时性较强的应用.     

基于粒子系统烟雾的模拟

传统基于粒子系统烟雾的模拟无法模拟烟雾的扩散行为,而且需要大量粒子,因此满足不了虚拟战场逼真度和实时性的需要.提出一种基于粒子系统理论和离散浓度场相结合来模拟烟雾的算法.在粒子的属性中加人浓度属性,利用三维扩散方程的有限差分建立浓度场,浓度场的变化由浓度场内空间粒子的位置和扩散方程决定,通过浓度场的变化使粒子分裂来模拟烟雾的扩散,通过粒子的运动反映风场的作用.与传统的粒子系统相比,增加了对烟雾扩散的描述,大大降低粒子的数量,该算法保证了生成烟雾的逼真效果,满足了虚拟战场实时性需要.