一种真实感雪场景模拟方法

探讨已有降雪和积雪模拟方法,针对粒子系统难以同时兼得真实性与实时性的问题,提出一种真实感较强的雪场景实时绘制算法。算法用矩形基本粒子进行纹理叠加映射来建模雪粒子,用温度调节控制雪粒子大小及雪密度大小,归一化生命周期并用于颜色混合。飘雪阶段,引入层次细节(LOD)技术,根据雪粒子真实受力特点模仿其运动过程,并将其受力全面综合考虑并简化,提高降雪模拟效果真实度,并降低计算复杂度。积雪阶段,获取场景模型暴露面及其高度场,以暴露面中点的高度及其点坐标为基础,得到雪粒子落地位置,进而模拟积雪高度变化效果;将整个地面作为地面雪粒子发射器,模拟积雪融化效果,提高真实性。     

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。     

农业场景中下雪和积雪的实时模拟

下雪和积雪是农业场景中常见的自然现象.提出了一种下雪和积雪过程模拟的方法,算法采用粒子系统对雪粒子建模来模拟下雪过程,同时加入了风吹的效果.在模拟积雪时,通过在地面和屋顶构造一层三角形网格来保存雪的堆积信息,避免了保存雪粒子作为积雪实体的内存开销,同时考虑了雪飘落过程中与温室墙壁的碰撞检测.在渲染时,采用了平均法向量和混合顶点颜色的方法来获得平滑的效果.模拟结果表明,该方法能有效地再现农业场景中下雪和积雪场景,在满足实时交互漫游的前提下表现出较强的真实感.     

基于粒子系统和雾化的实时降雪模拟

实时的降雪模拟在虚拟环境中是不可少的,真实地模拟降雪过程能够增强虚拟环境的沉浸感和深度感。本文从计算机模拟的角度对降雪过程进行了分析,基于粒子系统理论抽象出雪粒子的动态属性和静态属性;对有风和无风时雪花运动进行了模拟,给出了无风、阵风和稳定风的运动模型;针对降雪过程中产生的雪尘以及雪花落地的积雪现象,提出将雾化效果应用到降雪的虚拟环境的方法。实验表明,本文采用的降雪及雾化模拟方法实时性好,模拟效果真实,适合应用于实时渲染的虚拟环境中。     

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.     

真实感雪场景模拟

在分析现有的降雪和积雪模拟方法的基础上,提出了一种新的粒子属性设置方式,对降雪过程的绘制速度进行了优化,并且创新性地运用阴影形成原理,模拟了风力较为稳定的条件下,建筑物背阴处的积雪情况。将降雪和积雪过程看成是两个独立的阶段,分别采用不同的方法进行模拟。降雪方面,主要是采用了粒子系统,为粒子添加了纹理样式这一属性,并运用了显示列表等优化技术,使得绘制效率得到了显著提高;积雪方面,引入噪声技术,并结合多级粒子系统,再现了现实生活中背阴处无积雪的情况。实验表明,模拟方法效果逼真,实时性良好,适合应用于需要进行实时渲染的虚拟环境。     

基于粒子系统的实时降雨、降雪模拟

基于粒子系统理论实现了虚拟环境中降雪、降雨及其在风场中的模拟。首先阐述了粒子系统的基本模拟原理,对在风场影响下的雨、雪特征进行描述与分析,提出了雨、雪模拟的整体思路,结合降雨、降雪的特点和空气动力学理论对雨、雪进行了模拟。改进四点水波纹线性模拟算法,采用八点水波纹线性算法模拟雨滴落入水面形成的水波纹,应用雾化因子实现降雪环境的模糊问题。     

基于层次分布域和粒子旋转的降雪模拟 *

传统降雪场景的模拟往往由于粒子数量的巨大而降低实时性。针对这一问题 ,在粒子系统的基础上采用梯形层次分布域来发射粒子 ,减少了不可见粒子的浪费 ;同时用伪粒子系统来体现粒子的旋转并引入了层叠纹理的方法来增加逼真度 ,在粒子的消亡条件判断上 ,采用部分判断的算法来提高实时性。实验表明 ,该方法能实时高效地绘制出较为真实的降雪现象。     

一种基于雪粒径演化过程的积雪亮温模拟新方法

本研究采用HUT模型、DMRT模型和MEMLS模型模拟积雪雪粒子与不同波段（18.7 GHz和36.5 GHz）微波相互作用（吸收和消光）,并用于辐射传输模型。而雪粒径的获取一直是一个难点,本研究由Jordan91雪粒径演化模型演化得到雪粒径,并将其作为辐射传输模型的输入参数,基于像元内实测数据进行混合像元18.7和36.5 GHz水平极化亮温模拟。结果表明：采用HUT模型、DMRT模型和MEMLS模型的消光系数在18.7 GHz时模拟亮温的偏差分别为-3.6、-1.8和-0.7 K,在36.5 GHz时分别为4.0、10.4和14.4 K。对于18.7 GHz水平极化和36.5 GHz水平极化,基于有效雪粒径的亮温模拟与基于雪粒径演化过程的亮温模拟精度呈现出很好的线性关系。因此,基于雪粒径演化过程的方法是一种合适的获取辐射传输模型中雪粒径参数的方法。     

脉动风场中的飘雪模拟

飘雪场景的模拟可以大大提高虚拟场景的逼真效果,其中风场的建模是重要的环节.为更真实的表现风的随机性,本文基于格子BGK建立风场,用D3Q7模型改进三维风场的建模方法,引入湍流强度的概念描述风场的湍流程度,根据地表面的粗糙程度和离地高度确定其大小,实验表明该方法能更好的增强模拟风场中飘雪场景的真实性.     

基于粒子系统的雪景模拟算法研究与实现

文章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。     

一种去除二值文本图像边缘噪声的新方法

提出了一种去除二值文本图像边缘噪声的新厅法。该方法包括3个步骤：边缘噪声预处理,边缘噪声检测和边缘噪声去除。将该方法和其它方法作了比较。实验结果表明,该新方法可以更有效地去除边缘噪声,并在实际的文本图像处理系统中取得了较理想的效果。     

一种便携式导弹烟雾的实时仿真方法

根据便携式导弹视景仿真系统的特点,本文提出一种用于实时仿真其导弹烟雾的方法。在结合稳态流场(StableFluids)算法和粒子系统原理的基础上,通过加入各种随机控制因素,分别对近视点和远视点位置的烟雾进行仿真,从而取得实时性与逼真度均较好的仿真效果。     

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.     

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。