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.     

基于组织结构的纺织品各向异性建模方法

纺织面料的物理仿真将虚拟现实与纺织CAD相结合,是虚拟服装与试衣系统研究的一项关键技术,纺织品建模也是纺织品真实感模拟的基础及关键工作.在基于物理的粒子系统的基础上,提出各向异性的建模方式.根据织物面料的不同组织方式进行分析,对其进行经纬方向的分离建模.仿真过程分为初始过程的刚性物体模拟和接近平衡时的柔性物质模拟两大步骤.为了在产生逼真表现效果的同时兼顾计算复杂性,构模时引入多分辨率模型.     

基于粒子系统的头发建模

引入粒子系统对头发进行建模与仿真.所有粒子作为头发的采样点,覆盖了头发存在的全部区域.从头部模型中确定头发的生长区域和头发的生长点,采用分层模型生成和绘制粒子.由改良的悬臂梁模型改变粒子的状态,生成受重力作用下的粒子集合表示头发.最后通过渲染,加以纹理贴图生成最终的发型.该方法在仿真过程中计算开销小,真实感较强,能够生成一些复杂的发型.     

基于粒子系统的舰船航迹仿真

提出一种基于开尔文波理论和粒子系统技术的船行波模拟方法,采用开尔文波理论构建二维船行波模型,使用粒子系统技术对船行波的三维模型进行动态建模,从实际观察出发,根据艏浪、艉浪的形状特征、作用范围和浪花的随机运动特性,给出艏浪、艉浪的粒子系统建模方法。实验证明该方法能快速逼真地模拟舰船航行时的航迹。     

基于粒子系统的舰船航迹仿真

提出一种基于开尔文波理论和粒子系统技术的船行波模拟方法,采用开尔文波理论构建二维船行波模型,使用粒子系统技术对船行波的三维模型进行动态建模,从实际观察出发,根据艏浪、艉浪的形状特征、作用范围和浪花的随机运动特性,给出艏浪、艉浪的粒子系统建模方法.实验证明该方法能快速逼真地模拟舰船航行时的航迹.     

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。     

油库火灾虚拟现实建模优化技术研究

油库火灾虚拟现实中,不仅涉及复杂场景建模,而且需要对由于燃烧不充分产生的大量烟雾进行模拟。如果采用传统的粒子系统或分形技术来模拟油库场景和烟雾,必然造成计算机显示负荷过重而无法满足虚拟现实实时性的要求。本文将油库火灾场景中的静态场景以视距、投影面积和地形粗糙度为依据来确定节点的细节层次,实现场景多分辨率建模。根据油料火灾烟雾扩散的视觉表现为灰度变化的特点,用动态纹理来模拟油罐火灾产生的大量烟雾,通过线性插值生成不同透明度纹理,并且保持始终视线与烟雾面正交,大大地降低了显示负荷,有效地解决了实时性与逼真度之间的矛盾,实现了油库火灾虚拟现实优化建模。     

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。     

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。     

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。     

城市中心广场三维演示系统的设计与开发

大型复杂建筑物的三维建模、虚拟演示已成为当前计算机三维制作技术在建筑业的主要应用之一.本文利用3DS MAX、Adobe After Effects等技术对某城市中心广场的场景进行三维建模、动画处理、灯光和视点设计、后期影视合成特效处理等等,并对场景模型、灯光等进行了优化,实现了该城市中心广场三维演示系统,具有虚拟现实的效果.     

基于图像的头发建模技术综述

头发是人类特征的重要组成部分,是判断一个人的年龄、背景及身份等的重要依据.在虚拟现实和计算机图形学领域,头发建模受到越来越多的研究人员的关注.传统的头发建模是基于物理模拟的,通过设置相关参数构造出不同的头发,计算量很大,建模过程也不直观、难以控制;而基于图像的头发建模方法,具有建模速度快、模型逼真度高等优点,近几年受到研究者重视,开始成为另外一个研究热点.回顾了基于单幅图像的头发建模、基于多幅图像的静态头发建模、基于视频的动态头发建模、头发建模结果的编辑重用等方面的研究进展,并分析总结了各种方法的适用情况及不足,最后提出了基于图像的头发建模技术在未来的发展趋势以及面临的挑战.     

3D树木建模技术研究进展

3D树木建模一直都是计算机图形学、计算机视觉、虚拟现实等领域最具有挑战性的研究方向之一,国外学者在该领域做了大量研究工作,但3D树木建模综述性文章的缺乏成为其发展的制约因素。侧重从计算机视觉的角度,将当前国内外经典的3D树木建模方法分为基于图像,基于规则和基于草图等三类,并跟踪了最新的3D树木建模技术进展,对他们的成果进行了深入剖析,重点阐述3D树木建模关键技术。最后,分析和比较了几种主要的3D树木建模技术,提出轻量化3D树木建模技术是今后虚拟场景中的交互应用的发展趋势。此外,根据当前研究的难点提出了基于单张图像的轻量化混合建模的研究思路。     

虚拟现实软件系统开发方法研究

虚拟现实技术是一门综合性技术,涉及计算机图形学、多媒体技术、人机交互和人工智能等多个领域,在教育、医疗、娱乐、军事等众多领域有非常广泛的应用。所有这些技术和应用最终都要靠计算机软件来实现,这就使得虚拟现实系统的软件变得十分庞大和复杂,涉及许多多媒体数据。传统软件开发方法和程序设计技术侧重于处理文本数据,显然不能满足开发虚拟现实软件的需要。试图以所在团队研发成功的PAR方法和PAR平台为基础,根据虚拟现实软件系统的特征,探寻虚拟现实软件系统开发的新方法,进一步扩充和完善PAR平台中已有多媒体处理技术、形式化建模技术和C#等高级语言程序自动生成系统。     

虚拟现实建模技术在数字化发射场中的应用

建立数字化发射场是卫星发射信息化和应急保障的基础。本文结合某卫星发射场实时性和交互性视景仿真实现的特点,采用基于三维几何模型的建模及动态显示技术的虚拟场景创建方法,讨论了虚拟漫游系统中建模流程、方法,以及关键技术的实现,分析了通用的三维场景建模的技术路线和流程,给出了地物、天空和实体模型构建的实际解决方案、方法,讨论了基于MultiGen Creator的模型格式转换、纹理贴图、模型简化、LOD技术、DOF技术等建模关键技术。采用MultiGen Creator和Vega软件平台,开发出了一个桌面型的虚拟发射场仿真系统,实现了发射场的数字化和卫星发射的实时仿真。     

虚拟现实中的场景建模及模型优化技术

虚拟现实技术是一门综合性信息技术,它融合了数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术等多个信息技术分支、从而大大推进了计算机技术的发展。针对桌面虚拟现实系统建模的研究,使得PC机上的W indow s用户也可按自己项目的需要来建模具有专业水平的VR。     

基于图象绘制的虚拟现实系统环境

虚拟现实的一个重要目标是使用计算机生成逼真的视觉世界,使用户可以对虚拟世界的客体进行交互式考察．虚拟现实的实现有两种方法．传统上,用三维图形学的方法实行建模和绘制．此方法需要繁琐的建模和昂贵的专用绘制硬件,而且图形绘制的质量和场景的复杂性受到很大的限制．基于图象的绘制是实现虚拟现实系统的一种新方法．它克服了三维图形方法的缺点．本文在总结已有技术的基础上,提出一个实现基于图象绘制的虚拟现实系统模型,并据此模型实现一个实验系统及相应的图象工具．     

HVS：一种基于实景图象的虚拟现实系统

大多数的虚拟现实比试在于计算机图形技术,先由多边形构造虚拟场景的三维几何模型,再由计算机根据用户的观察点和观察方向实时绘制出用户所看到的虚拟场景,ＨＶＳ 另一种思路,由计算机自动拉接、变形与组织许多幅度散的实景图象或连续视频,生成虚拟场景,这种虚拟场人有照片质量的视觉效果,被我们称为虚拟实景空间,虚拟实时空间能为用户提供、后退、仰视、俯视、３６０度环境、近看、远看等漫游能力,运行它不需要高性能的图     

液体采集与建模技术综述

在计算机图形学与虚拟现实技术领域中,自然现象的模拟作为一个难点得到了广泛的关注和研究.液体是一种最为常见的自然现象,对此类现象的建模具有极大的应用价值.传统的液体建模方法是基于物理的建模方法,但计算量较大.随着相机等采集设备的发展,出现了基于采集数据的液体建模方法.回顾了近年来国内外在液体采集和建模仿真方面的发展情况和研究进展;分析并总结了针对不同研究对象所采用的建模方法;最后提出液体采集与建模技术研究中存在的挑战及未来发展趋势.     

基于物理的图形建模研究

逼真性是虚拟现实的重要特性,也是虚拟现实研究的难点。基于物理的图形建模是实观虚拟环境中物体逼真运动的基本方法,它构建动画角色的动力学模型并通过仿真计算它们的运动。该方法在视频制作、虚拟仿真、虚拟漫游等领域中具有重要的应用价值。与其它运动表示方法相比,可以实现虚拟环境中多种更为逼真的物体运动效果。该文分别以不变形物体（刚体）和变性物体（柔体）为例,介绍了虚拟现实系统中实现逼真物体运动的基于物理的建模思想,分析了它们的特点以及各自存在的问题和局限性。最后指出了要想理想解决物体建模问题所必须进一步研究和突破的若干技术。