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。     

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。     

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。     

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。     

草地场景真实感模拟技术综述

草体作为自然场景的一种重要组成元素,其数量众多、覆盖范围广,因此很难实现实时绘制,大规模草地场景真实感模拟已成为计算机图形学中研究的热点和难点之一.文中对20多年来草地场景真实感模拟技术的发展情况进行综述,分别从绘制技术、LOD表达、动态模拟以及业界现状等几个方面做了比较深入的介绍,分析并比较了一些典型方法的基本原理和优缺点;最后对该领域未来的发展趋势进行了展望.     

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。     

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.     

实时爆炸效果的真实感模拟

文中给出了一个利用粒子系统模拟爆炸效果的实时生成算法。爆炸时产生许多大小不一的碎片 ,用粒子系统来模拟这些碎片时 ,考虑到图像的绘制和实时动态效果 ,采用了两级粒子的方法 ,并利用OpenGL编程实现 ,得到了比较真实的三维效果。     

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。     

视点依赖的温室场景模拟与交互式漫游

为对包含日光温室的农业场景进行实时、逼真的绘制,采用基于视点的连续细节层次（LOD）来减少实际需要绘制的网格数据量,并基于包围盒技术实现了视点的碰撞检测,同时使用可见性剔除算法来加速场景渲染速度。在渲染温室内植物时,通过几何变换实现了大规模植物群体的快速构建,并在场景中使用阴影体算法来渲染阴影,生成了具有真实感的大规模温室农业场景。模拟结果表明该方法能有效地减少渲染的面元数目,大大提高了绘制速率,场景有较高的真实感,能够满足交互式实时漫游的要求。     

基于四叉树的动态多分辨率LOD地形快速简化

四叉树和多分辨率技术是目前表示地形结构和显示地形的最佳方式。在研究以往算法基础上,对基于四叉树的动态多分辨率LOD地形简化方法进行改进,建立了适合分辨率要求的节点评价系统,并提出一种双向裂缝消除方法,经距离阈值限制后分别从缩减和剖分两个相反的方向对产生裂缝的相关节点进行处理,在增强简化效果的同时提高了实时渲染的速度。     

虚拟雪景物理建模与仿真

基于动力学原理建立了雪花飘落的简化运动模型,并在D3D技术基础上,基于粒子系统的原理,绘制渲染了雪花纷飞的动态虚拟场景。提出了简化粒子发射器模型和碰撞检测方法,并对风力模型作了近似,在保证仿真效果的基础上提高了运算速度。实验结果表明,该方法仿真效果较好,速度快,同时能容易地推广应用到其他诸如雨、烟、雾等虚拟场景的绘制中。     

基于可见性裁剪的地形数据流式传输策略

为实现地形场景数据的实时传输和有效显示,根据高空和地面视点对视野区域的要求,提出基于可见性裁剪的数据流式传输策略,当视点位置移动时,能有效确定视野区域节点的可见性和关键节点的层次细节度。实验结果表明,经过服务器端预处理后的地形数据可快速传输到客户端进行精确显示。     

基于边优化的三角网格简化算法

在渐进网格算法的基础上,提出一种新的基于边优化的三角网格简化算法。在该方法重建出的多分辨率模型表面上,模型的细节层次呈连续分布,并且能跟随视点位置的变化发生动态变化。实验结果表明,该算法运算速度快,显示效果较好,能有效支持细节层次模型的表示。     

道路网络在三维虚拟场景中的应用

计算道路网络在其所覆盖地理范围内带来的区域划分情况,针对道路网络在三维虚拟场景,特别是基于LOD地形模型的虚拟场景中的可视化出现的问题,该文提出一种基于模版阴影锥算法的道路绘制方法。仿真结果表明,该方法可在地形表面上精确绘制出道路 网络。     

基于边顶点重要度的网格简化算法及应用

基于三角形网格边折叠简化思想，提出一种基于边顶点重要度简化算法，采用一种改进的三角形网格数据结构，在预处理中利用二叉树对顶点重要度进行快速排序并记录三角形合并关系，得到所需分辨率下的近似网格模型。     

大规模城市三维景观实时浏览解决方案研究及实现

如何实现大规模城市三维景观实时快速浏览是城市景观可视化中的关键问题之一。主要从空间数据组织、管理、调度方面讨论了这一问题,给出了以多层次细节模型简化技术和动态可见裁剪技术为主要技术的解决方案,最后介绍了一个开发城市三维景观实例系统M3DVIEW。     

基于改进四叉树分割和结点存储的LOD算法

多层次细节（LOD）算法作为目前使用最多的地形数据简化算法,对提升渲染速度加快场景可视化有着重要作用,而其中以基于四叉树的LOD算法应用最为广泛。通过对以往算法的研究,提出一种对四叉树的分割和结点存储结构同时进行改进的LOD算法。该算法通过减少误差判断次数加快了四叉树的生成速度,同时改变传统的结点存储方式,降低了数据的冗余存储。