云的动态实时仿真技术研究与实现

云的建模和渲染是计算机图形学领域的一个研究难点,对其研究有着重要的现实和理论意义。该文从建模方法、光照模型、绘制效率三个方面对云的生成仿真系统进行了研究。提出了CA与粒子系统相结合的建模方法。对于光照模型,该文分析了云的光学特性,在单一扩散光照模型基础上提出了一种模拟多重光照的简化公式。该文还运用LOD技术、提前中断技术以及空间分割技术有效地提高了云的绘制效率。另外对上述方法的具体实现也进行了一定的描述。     

基于结构化粒子模型的云可视化应用

云数据的三维可视化模拟一直是计算机图形学和气象科学领域的研究热点。提出了基于WRF模式数据的建模与渲染技术,以实现真实云数据三维可视化模拟。针对粒子系统建模复杂、实时性差的问题,首先通过计算云粒子之间的相互关系建立结构化粒子模型,实现WRF云数据的建模;然后利用光照模型和公告牌技术对建模粒子进行光照渲染和三维模拟,同时结合Imposter技术提高纹理绘制速度和效果。实验仿真结果验证了该方法在提高云数据的建模与渲染速度,提高云三维可视化的逼真度方面的有效性。     

基于DirectX的云模拟研究

虚拟场景的逼真动态显示是飞行模拟、实时动态仿真及虚拟现实等技术的基础。在飞行实时仿真系统中,云的模拟效果对于飞行模拟和飞行训练来说是非常重要的。文中介绍了3D图形函数库Direet3D,在分析纹理映射以及粒子系统实现原理的基础上,分别讨论了采用粒子系统建模和应用纹理动画技术来对云进行模拟,实现了真实感较强,渲染速度快的云层效果。文章最后对两种方法实现的云的模拟效果进行了对比,并指出了两种方法的优缺点,对今后的研究有一定的借鉴意义。     

基于粒子系统的战场环境特效仿真中云的模拟

基于粒子系统的特殊效果仿真是虚拟战场可视化仿真中的一个重要环节。本文以战场环境仿真为目的,阐述了粒子系统的原理,对自然环境中的云的物理特征进行了描述与分析,提出了基于粒子系统原理云模拟过程中的简化思路与模型,对云的动态方程进行改进分析,最终在Vega中根据简化模型实现了云的三维特殊效果仿真,并成功将其方法运用于某战场环境仿真系统中,最后给出了独立云团的效果图以及使用本文所研究的方法所得到的某战场环境仿真效果图。     

基于OGRE粒子系统的烟花模拟

粒子系统在计算机图形学中占有很重要的地位,它可以实现对许多自然现象和景物的真实模拟.为了实现对烟花的模拟,首先研究OGRE粒子系统的核心原理,以及粒子脚本语言和材质脚本语言,结合纹理映射的方法,提出一种基于OGRE粒子系统的烟花模拟方法,最后在该图像渲染引擎下实现了多种烟花效果.由于该方法采用脚本语言,开发者可以不用修改程序代码就可以调节和实现多种烟花效墨,这样可以节约开发时间,提高应用开发效率.     

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。     

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。     

基于粒子系统的陨石爆炸模拟

陨石爆炸效果可以大大增强虚拟现实系统的沉浸感,对陨石爆炸模拟在计算机游戏、影视、视景仿真系统中有着广泛的应用.粒子系统是模拟陨石爆炸的一种有效方法,目前还没有基于粒子系统的陨石爆炸模拟方法.文中给出了一种基于粒子系统的陨石爆炸模拟方法.基本思想是运用匀加速运动实现陨石粒子的运动轨迹,并采用OpenGL中的纹理映射和色彩融合技术绘制陨石粒子.运用VC++6.0和OpenGL开发工具实现了陨石爆炸的模拟.实验表明该方法实现简单,模拟的陨石爆炸效果满足实时性和逼真性的要求.     

基于粒子系统的可调参数的瀑布模拟

本文根据粒子系统的基本框架实现了多种效果的瀑布模拟。模型利用粒子系统API提供的函数,使用点、线元、多边形等方式渲染粒子,通过调节参数即可模拟多种瀑布效果,并结合动力学原理,使瀑布流动效果更加真实。实验证明,该方法模拟瀑布速度快,使用少量代码就能在普通PC机上获得令人满意的效果。该瀑布模型灵活性强,易于移植和扩展。     

试析粒子系统的三维火焰

介绍了现有的火焰模拟算法,阐明了粒子系统在建模不规则自然景物方面的几个重要优点,并简要讨论了基于粒子系统的三维火焰模拟方法,设计了火焰模拟系统的4个功能模块,探讨了提高粒子系统实时性的方法。