基于OpenGL与粒子系统的喷泉模拟实现

喷泉效果能够极大地增强虚拟现实系统的沉浸感,在计算机动画、计算机游戏等领域有着广泛的应用,对喷泉的模拟也能够促进计算机仿真技术的发展.粒子系统是模拟喷泉的一种有效方法,文中基于OpenGL与粒子系统来实现喷泉模拟,基本思想是运用粒子系统建模方法分析喷泉水体模型,重点研究喷泉水珠粒子产生、运动和消失的机理,采用OpenGL显示列表方法和纹理映射技术增强喷泉绘制过程中的渲染和真实感.最后,在PC机上运用VC++6.0开发工具和OpenGL实现喷泉模拟,实验证明该方法具有很好的实时性和逼真性.     

基于Direct3D与粒子系统实现喷泉效果

粒子系统是实现喷泉效果的有效方法,运用Direct3D中的点精灵作为粒子图元渲染喷泉粒子具有一定的灵活性。首先介绍3D图形函数库Direct3D及粒子系统的基本原理,然后运用物理动力学分析现实生活中的喷泉运动,构建出喷泉粒子系统模型并实现喷泉的三维效果。提出伪粒子黏度的方法,使多个粒子“黏合”形成不同大小的水珠,增强了喷泉的真实效果。     

OpenGL中基于粒子系统的喷泉模拟实现

喷泉效果可以大大增强虚拟现实系统的沉浸感,对喷泉的模拟在视景仿真系统、计算机游戏、三维动画中有着广泛的运用.粒子系统是模拟喷泉的一种有效方法.目前一些喷泉模拟方法中存在算法复杂、粒子数量巨大、计算耗时、图像不真实等问题.文中提出了一种基于等加速运动和色彩融合的喷泉模拟方法.基本思想是在运用物理学原理模拟实现喷泉粒子的运动轨迹时,结合等加速运动来简化粒子运动状态,并采用纹理色彩融合绘制粒子.最后,运用VC 6.0和OpenGL开发工具实现了喷泉特效的模拟.实验证明该算法实现简单,模拟的喷泉效果满足实时性和逼真性的要求.     

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。     

基于OpenGL与粒子系统实现三维喷泉模拟

喷泉、瀑布、火焰、水流、雨、雪等自然景物具有不规则性、动态性和随机性,模拟十分复杂。模拟自然景物的方法有两种:基于物理建模技术的方法与基于粒子系统建模的方法。运用粒子系统建模方法分析了喷泉水体模型,研究了喷泉水珠粒子产生、运动和消亡的机理,构建出三维喷泉粒子系统模型。采用了三维立体显示技术和纹理映射技术增强喷泉绘制过程中的渲染和真实感。基于OpenGL,采用Visual C++6.0编程实现了三维喷泉模拟。实验结果表明,该方法模拟效果真实,在普通的PC平台上即可满足一般动画的实时需求。     

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。     

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。     

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。     

大规模音乐喷泉的实时模拟

音乐喷泉被广泛应用于城市和景区的美化,如何对其进行模拟被越来越多的研究人员关注。提出一种大规模音乐喷泉的实时模拟方法,借助音乐数据建立音乐喷泉的粒子运动模型,通过充分挖掘图形处理器强大的并行处理能力,突破了海量粒子系统实时运动计算及实时绘制的瓶颈,并且针对喷泉水滴的特点,改进了绘制方法,成功地实现了对大规模音乐喷泉的实时模拟。     

虚拟喷泉的计算机生成技术

介绍粒子系统和水波的物理学特性,研究生成模拟喷泉、水波、浪花及泡沫的理论基础．用粒子系统模拟喷泉、浪花及泡沫．实验证明该方法在生成速度和图像上都能获得非常好的效果．     

基于粒子系统的火焰模拟与优化

为了解决火焰模拟难以实现实时性和真实感的问题,提出了基于粒子系统的火焰模拟优化方法.首先分析了利用粒子系统模拟火焰的基本原理,在此基础上,结合纹理映射方法进行火焰渲染,然后在渲染的过程中分别从实时性和真实感两个方面对粒子系统进行了优化,使性能得到显著提高.实验结果表明,该优化方法可以有效地降低模拟时间,同时能得到更为真实的模拟效果.     

基于粒子数生成函数的烟雾模拟*

在大规模虚拟战场仿真和复杂环境仿真中,烟雾作为其中的重要组成部分,其模拟具有重要的意义。针对烟雾模拟中难以达到真实性和实时性平衡的问题,引入层次细节技术,减少了模拟中所需要的粒子数目,在满足视觉效果的前提下提高了实时性。引入改进的物理模型与粒子系统相结合,增强烟雾的细节,生成真实感较强的烟雾。此外,还利用烟气抬升高度的阈值控制法来判断粒子的生命情况,使烟雾的模拟更加真实。实验证明,本系统利用有限的粒子数生成了满足视觉真实性和视景系统实时性要求的烟雾场景。     

基于粒子系统的虚拟战场环境特殊效果模拟

作战系统在军事训练和军事演习的应用上具有经济性、科学性、实时性、交互性等其他训练模式无法比拟的优点,能够提高军事训练的效率,减少训练的成本,增加战士在训练过程中的安全性。虚拟战场环境是作战系统的一个非常基础的平台,值得研究探讨。在虚拟战场环境模拟中,对不规则动态形状物体建模的最有效的方法是粒子系统。而文中深入研究了粒子系统的基本原理,应用粒子系统的方法构建了一个战场爆炸模型来实现爆炸效果的具体实现过程,并分析爆炸粒子所受的动力来建立爆炸粒子的物理模型。实验结果表明这一模拟方法简单有效,逼真度和实时性效果较好。     

基于改进Qsplat算法的三维动态积云模拟研究

尽管人们对云模拟进行了大量研究,但是现有的云模拟算法很难在保证实时性的情况下得到真实感较强的云图形。针对这个问题,提出一种结合Qsplat算法与IFS算法的粒子系统的积云模拟方法,并考虑了积云的结构特点。首先,基于Qsplat算法的细节层次树型结构建立树型结构粒子系统,加速粒子系统搜索速度;然后,对距离视点较近的粒子使用IFS迭代函数系统算法增加层次包围球树的层次以丰富云体局部细节来建立云的外形;最后,使用球形图元映射二维纹理进行云的绘制。最终实现了三维动态积云的快速实时模拟。实验结果表明,该方法能够快速地生成实时三维动态积云图形,图形真实感强。     

基于多级粒子系统和新粒子形状的尾焰绘制*

针对目前大规模场景中导弹尾焰等特效绘制计算量大,导致系统实时性差等缺点,给出了一种基于多级粒子系统和新型粒子形状的尾焰绘制方法,在用三角函数勾画出轮廓后,对外部采用圆周发射新形状的粒子,内部采用特殊单面片作为基本粒子形状且用直线运动代替曲线运动,并采用了LOD结合GPU的粒子系统技术,在不影响真实感的情况下减少了计算量,有效提高了大规模场景中尾焰特效绘制的逼真度和实时性。     

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。     

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.     

基于某型防空导弹的尾焰仿真研究

应用粒子系统对某型号导弹武器系统的尾焰仿真进行研究，给出的尾焰仿真模型和粒子简化模型，改进了粒子系统在模拟不规则物体时为了达到逼真程度而增加粒子数量，但影响系统实时性的传统做法。该模型可以用较少的粒子就能达到系统的实时性和逼真程度很高的效果，最后在基于DirectX平台上利用VC 语言进行了绾程实现，验证了该方法的有效性和实用性。