虚拟场景中的实时降雪模拟

降雪是一种重要的自然现象，对降雪的模拟可以大大提高虚拟场景的逼真度。文中在分析粒子系统建模方法的基础上，给出了一种雪粒子模型，该模型对雪的物理模型进行了适当简化：通过控制雪粒子的大小、形状、密度（数量）来实现雪强度的模拟；通过控制雪粒子的运动来模拟风对雪的影响，并对雪粒子的产生域进行了讨论，使其满足视点运动的要求。实践表明，该粒子系统模型可在复杂的三维场景中实时地模拟降雪现象，仿真效果逼真。     

虚拟场景中的实时降雪模拟

降雪是一种重要的自然现象,对降雪的模拟可以大大提高虚拟场景的逼真度。文中在分析粒子系统建模方法的基础上,给出了一种雪粒子模型,该模型对雪的物理模型进行了适当简化:通过控制雪粒子的大小、形状、密度(数量)来实现雪强度的模拟;通过控制雪粒子的运动来模拟风对雪的影响,并对雪粒子的产生域进行了讨论,使其满足视点运动的要求。实践表明,该粒子系统模型可在复杂的三维场景中实时地模拟降雪现象,仿真效果逼真。     

大尺度三维复杂场景中雪动态模拟的方法

在大尺度三维复杂场景中;提出了降雪和积雪快速模拟的方法;采用视景体相关和线性分组变换的方法更新雪粒子系统;改进了降雪绘制的视觉效果。针对场景尺度大、复杂度高的特点;创建视点相关遮挡图（Occlusion Map）来精细绘制近处实体的表面积雪细节;生成积雪灰度纹理图来近似模拟远处地物的整体积雪效果;实现了大场景多细节层次积雪的动态模拟。在积雪绘制过程中;近处积雪细节模拟所需的视景体参数和遮挡图通过CPU获取;将复杂的积雪位置的判定和积雪量的计算从CPU移到GPU中;利用自定义的GPU顶点和片段操作加快了积雪模拟的速度。实验结果表明;在大尺度三维复杂场景交互式操作下;提出的方法能较好地实现雪的绘制和模拟。
     

一种大场景环境下降雪和积雪仿真的新方法

在分析已有的降雪和积雪模拟方法的基础上,提出了一种大场景环境下降雪和积雪模拟的新方法。将降雪和积雪过程看成雪景模拟的两个阶段,分别用不同的方法进行模拟。在降雪方面,引入粒子的旋转,粒子动态纹理和动态颜色等,提高了降雪模拟的真实性和灵活性;在积雪方面,引入噪声技术,解决了已有积雪模拟方法不能用于大场景模拟的问题。实验表明,降雪积雪模拟方法模拟效果真实,实时性良好,适合大场景尤其是飞行模拟系统中。     

湿地场景的实时动态模拟

实现了一个湿地场景的实时模拟系统,能实时模拟包含数万棵树、数十万棵草,以及自然地形、水面等丰富景观元素的动态湿地场景.为增强场景真实感,提出一种基于环境遮挡的光照算法,以改进几何-图像混合式树木模型的绘制效果;还提出一些高效率的方法近似模拟水面的折射、反射等光学现象,以及晴天、雨天等各种天气条件下的光照效果.在动态模拟方面,结合预计算的关节式形变以及过程式动画2种方法,模拟了树木及花草的随风摇曳效果;还模拟了湖面的微波以及雨天的雨线效果及在水面形成的涟漪,为了提高模拟效率,采用了多种细节层次技术以及最新的GPU加速技术.     

雪场景真实感的实时建模与绘制

针对计算机图形学中雪场景的真实感渲染的难题,提出了一种实时绘制高真实感雪景的方法。首先采用类衰减正弦函数模拟雪花运动轨迹,在保证真实性的同时大大提高其实时性;然后基于温度变化与不同地表类型影响,提出了实时积雪-融雪模型,通过计算无损失的热传递积雪方程,提高了交互积雪场景动态渲染的真实性;最后采用GPU图形硬件加速技术提高了整个过程的计算效率,绘制效果逼真。     

大规模雪场景的实时绘制

大规模雪场景的真实感实时绘制在虚拟现实、雪灾的预防和救援、军事仿真及游戏设计等领域有着广泛的应用价值,但现有方法难以同时生成大规模动态雪场景的积雪及飘雪效果.为此提出并实现了一种交互式大规模雪场景建模与实时绘制的新方法.为了精细地模拟场景的积雪效果,提出一种基于视点的自适应降雪遮挡图模型,能在实时更新地物的遮挡关系的同时大大减少大规模雪场景中积雪的计算量,并提高了计算精度;对于场景的飘雪,采用一种基于视点的雪粒子分层建模技术来减少雪粒子数量,将视点变换及降雪粒子系统移至GPU中进行加速计算;采用动态多旋转纹理来模拟飘落雪花的形状以增加其真实感;采用几何与纹理混合绘制的方式来减少大场景的复杂度.最终成功地实现了野外和城市两个大规模雪场景的实时漫游,在场景中可看到压雪累累的树枝雪挂景象及轿车上厚厚积雪等冬天美景.     

视频中的实时降雪与积雪模拟

雪景模拟,特别是基于视频和图像的实时模拟,在计算机动画、游戏和影视特效制作领域有着广泛的应用.但是现有雪景模拟方法中,计算机图形学方法的三维背景建模复杂,而图像处理的相关方法多没有结合背景信息.结合图形和图像的方法,提出基于深度图信息在视频或图像上模拟具有层次感的粒子系统降雪,并在背景图像上添加动态积雪的效果;为增强真实感,对雪花运动建模并实现实时风场;同时加入运动模糊、色调调整、雾气渲染等方式以改进视觉效果.实验结果证明,该方法渲染出的雪景十分真实,并且速度达到了实时要求.     

基于osg粒子系统的海洋场景中下雪的仿真

针对虚拟现实领域中特殊天气、战斗等场景中需要雾、雨、云、火焰、爆炸等场景特效来提高场景逼真度,兼顾渲染实时性的问题,提出采用OSG的粒子系统进行仿真.在分析粒子系统实现原理的基础上,利用Open Scene Graph (OSG) 3.0.1开源场景图形开发库建立粒子特效系统模块,有效地解决特殊场景中对粒子效果的要求.利用基于FFT (Fast Fourier Transfer)算法的Gersmer模型的动态链接库进行大面积水域渲染仿真,并在此基础上添加雪效.     

用粒子系统理论模拟虚拟场景中的火焰和爆炸过程

文章首先介绍了粒子系统的一般原理,然后分析了用粒子系统模拟火焰和爆炸过程的模型和特点,并提出了一些提高算法实时性的加速技巧。     

导弹武器发射环境视景仿真研究

虚拟某型导弹完整发射过程,在通用的计算机平台上,对开发导弹发射环境视景仿真系统进行了研究.系统设计包括场景的生成和功能效果的实现.着重介绍了系统的组成及在VC++6.0平台上利用OpenGL和DirectSound实现子模块的关键技术,提出了几项优化措施解决图像真实感与实时性的问题,最后讨论了该视景仿真系统的现实意义.     

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VC++的OpenGL三维动画仿真及场景漫游的实现

介绍了基于vjsualC＋＋编程环境及OpenGL图形标准的三维物体运动仿真及场景漫游系统的开发方法。并且以一虚拟导弹按照抛物线飞行并击中目标靶后爆炸为例,详细讨论了如何解决三维动画仿真及场景漫游的一些关键技术,如场景的建模,蓝天白云的模拟,目标靶的绘制,导弹实体的绘制及运动控制,视点漫游技术的实现等。     

数据手套系统中实时数据采集和图像显示的实现

：针对虚拟现实系统数据流量大、实时要求强的特点,文章应用基于高速串口、Windows多媒体定时器和OpenGL技术的方法来实现数据手套的快速数据传输和实时图像显示,实际应用中取得了令人满意的视觉输出效果,为虚拟现实系统提供了形象生动的人机交互接口。考虑到虚拟现实技术的进一步发展,文章还介绍了一种解决更高速数据采集和实时显示任务的方案。     

基于粒子系统和Vega的实时雨雪模拟

在分析粒子系统实现原理的基础上,基于Vega提出了一种在大型场景漫游系统中实时模拟雨、雪的方法.基本思想是基于Vega特效模块粒子属性的设置,采用一种始终面向视点的多边形来表示雨、雪粒子模型.试验结果表明,该方法交互性强,能够有效地再现三维场景中的降雨、降雪景象,在实时交互漫游的前提下表现出较强的真实感.     

小型无人地面车辆可视化仿真

以实验室中的小型无人地面车辆(SUGV)为背景,在MFC下利用OpenGL与3D Studio MAX进行该SUGV运动过程仿真,实现了三维可视化仿真场景系统中模型的建立、调入和视点的设置,在动力学分析基础上建立SUGV各种运动模型,实现了三维模型的交互控制.该仿真系统既可为操纵人员提供模拟操纵平台,也可为开发人员提供辅助设计和开发的平台.     

基于OpenGL的海洋战场视景仿真系统研究

在海洋战场视景仿真系统的开发中,目前大多采用一些商用的软件平台,这些软件尽管功能强大,使用方便,但是价格昂贵.而OpenGL作为一种标准的,开放的图形硬件接口,提供了一种免费的视景仿真开发途径.研究了基于OpenGL的海洋战场视景仿真系统开发方法,将分形方法引入到海浪的视景仿真中,采用三维模型转换软件实现实体模型的载入,采用纹理影射来模拟水下的光照效果,仿真结果表明本文给出的方法可以较为逼真的实现海洋战场的可视化.     

实时阴影算法及实现

简述三维图形中实时阴影的几种算法。主要讨论根据指定条件分别用zpass和zfail算法生成阴影体的算法思想以及实现过程,最后给出该算法基于OpenGL的代码。     

一种在series60上实现三维场景绘制的方法

本文介绍了一种在vc 下,利用Hybrid公司提供的OpenGL ES的开发库和series60开发包在Series60上制作一个手机三维迷宫屏保的方法,此方法实现了嵌入式平台上的三维场景渲染。