一种实现水波动画的新算法

近年来，自然景物的模拟一直是计算机图形学中最具挑战性的问题之一，关于山，水，云，烟，火焰等自然景物的模拟，在计算机游戏，影视，广告等各种领域中有着广泛的用途，作为自然景物模拟的重要内容，对流水，波浪的模拟正日益引起人们的关注，该文基于小振幅波理论和细胞自动机的模型，给出了一种实现水波动画的新算法，较之于以往的做法不同的是，作者既没有去特意构造具体的波形函数，也没有去求解复杂的Navier-Stokes方程，而是基于小振幅波理论和细胞自动机的模型，采用邻域传播的思想对水波进行动态的造型，在小振幅波理论中，水波的波形近似成正弦分布，根据这一规律，可以构造出不同邻域下水波演变的细胞自动机模型，文中还采用以POINT图元为基本粒子的粒子系统，对水花效果进行了实时的模拟，为了不波和浪花逼真地结合在一起，本文运用了色彩融和的技术来完成浪花的显示，实践证明用该算法模拟水波，效果比较真实，而且在普通的PC平台上即可满足一般动画的实时需求。     

自然景物的模拟

自然景物模拟是计算机图形学的一个重要分支。本文就商场设计ＣＡＤ系统中的云彩,地貌和假山等自然景物的模拟与造型方法展开了讨论。     

一种基于单幅图像的树木深度估计与造型方法

提出了种基于单幅图像、利用光照引起的明暗效果（ｓｈａｄｉｎｇ）恢复树木枝干三维形态的方法,与传统ｓｈａｐｅ ｆｒｏｍ ｓｈａｄｉｎｇ技术相比,该方法根据树木的特殊结构,利用更稳定的明暗特征,取消了对表面、光源及拍摄条件的限制,从而将算法的鲁棒性提高到足以处理自然的树木照片．基于上述工作,提出了一种基于单幅照片的交互式树木造型方法,该方法避免用数学模型控制树木形态,独立于树木的具体种类,具有较高的普     

基于纹理映射和fBm的真实感地形研究

在文章中讨论了三维真实感地形表现在OpenGL支持下的分形模型的建立、纹理映射技术等。并提出了基于纹理映射技术的fBm算法，应用该算法生成的地形，既具有较高的真实感，又具有较快的绘制速度，适用于各种虚拟场景的创建。     

基于L系统的植物建模方法改进

为了克服将L系统代码用于编程指导时繁琐的缺点，在简要介绍了L系统代码生成的各阶段图形的性质进行了分析，利用分析结果，给出了一种改进方法，该方法首先把系统代码转换成简单递归表达式，然后，根据这个表达式编写具有递归结构的程序，从而不仅避免了传统方法中庞大的链表结构和复杂的遍历过程，而且使植物建模和实现更加简洁而高效。最后给出该方法的一个具体应用实例。     

一种基于图像的室外场景天气模拟技术框架

文中给出了一个基于图像的室外场景的天气模拟技术框架，该方法仅需要少量的参考图像，结合一定的光照模型模拟生成同一时刻，同一视点，不同天气条件下的室外场景图像，其中不需要场景中物体的几何形状和表面反射特性的信息，给出了模拟生成的结果，说明了该方法的有效性。     

基于DLA模型的花式纱线真实感模拟算法

主要研究了分形生长理论的基本模型——扩散有限凝聚（DLA）模型,分析并实现了DLA模型的计算机模拟方法,并对模型演变进行了讨论,得到了形式多样的凝聚效果。并且将DLA模型结合纱线和织物模拟相关技术和结论,用双侧线性DLA模型算法生成纱线毛羽模版,与基础纱线进行纹理合成,对纱线毛羽效果进行了较为真实的模拟。用这种方法能够较为逼真的反应出花式纱线不规则、随机多变且局部自相似的毛羽特征。     

面向复杂景观模拟技术的造型分析

本文对复杂景观模拟技术所涉及的几何造型、体元造型及分形造型从概念和技术的角度进行了分析。     

机器人真实感图形的计算机模拟

本文以一种多闭链式机器人为研究对象，以高档微机为研究工具，以机器人真实感图形显示技术为研究内容，重点探讨了消隐算法及金属体材质感的模拟两大问题。这其中设计了一些独特的算法，对一些关键问题提出了某些新的见解。最后对所开发的该机器人真实感图形显示软件ＲＯＢＲＥＡＬ作了简介。     

气象景象的模拟

对气象景象中的云彩、雾、雨雪、海浪等不规则物体的建模及模拟方法进行了综述性介绍，对描述云彩的中点置换法、描述烟雾的细胞自动机模型、描述雨雪的粒子系统和海浪的模拟方法展开了讨论，并指出了今后的研究重点。     

运行体的水波生成与扩散模拟算法

根据数字图像处理的基本原理,采用邻域扩散的思想,结合水波的物理意义,提出了一种综合线性叠加和线性滤波的运动体在水域中形成的运行水波的生成与扩散数值模拟算法.首先,讨论了在无外力影响的情况下,波源加入的算法模型,并给出了几个振荡发生器及其快速实现方法.然后,对水波扩散与衰减给出了八邻域滤波和二十四邻域滤波实现的模拟方法.接着,对实现水波立体感的方法进行了分析,给出了水波折射效果及其表达方法的算法模型.最后给出了通过本文算法进行模拟实验的效果对比图.该算法准确度较高,速度快,效果较好,对虚拟现实的实现具有较大的实用价值.     

基于雷达仿真训练器的地面杂波算法

在雷达仿真训练器中,地面杂波的计算是比较复杂的。首先它与太多的环境因素有关,建模困难;其次近似计算比较多,误差大。为了解决地面杂波的仿真问题,通过对雷达方程的研究,并针对实际的地形数据,采用微积分的思想,将大面积的无规律的雷达截面积化为小地面的有规律的截面积进行叠加,从而提出了一种建模思路。实验结果也基本符合实际。     

准连续波体制雷达的系统仿真

对雷达系统进行计算机仿真可以高效地完成系统的方案论证和性能评估,使雷达系统的设计更加方便、高效和优化,能够大大提高设计的可靠性,并可缩短设计周期,降低开发成本。该文对一部准连续波体制雷达进行了系统仿真,主要对其数字信号处理系统中不同于连续波雷达和脉冲多普勒雷达的部分进行了分析,并给出仿真结果。     

基于纹理映射技术的实时波浪模拟

自然景物的模拟是近年来计算机图形学中具有挑战性的研究方向之一。波浪的模拟作为其中一个重要的组成部分受到越来越多的关注。本文从特定的波浪纹理出发,构造一个波浪函数来拟合相应的动态波浪曲面,通过在曲面网络上进行纹理映射来实现的波浪仿真,通过调整波浪纹理及波浪函数的初始值和相关参数可得到不同的波浪形态,结果显示这种方法能快速有效地模拟波浪。     

基于谱的三维随机海浪数值模拟研究

为有效地模拟三维波浪,从已有的统计观测结果出发,应用P-M谱和SWOP方向函数的基础上,建立了风浪的三维随机波面数学模型,该模型采用多个随机余弦波叠加来模拟随机波浪曲面。最后利用Matlab实现了该算法,结果表明这种方法能有效地模拟三维随机海浪。     

近岸水域的波浪与水面仿真

近岸水域由于受地形的影响,其波动呈现出与地形等高线垂直的趋势.已有的海面仿真与绘制算法未能实现近岸水域的逼真模拟.文中通过对方向频率谱模型的分析,提出了波浪方向分布函数的分解模型;在已有的基于多分辨率网格和噪声分形面的海面仿真算法框架下,实现了深海水域到近岸水域的过渡以及近岸水域的模拟.实验表明,该方法适合大规模自然场景应用中的水域仿真,其绘制效果逼真性好,绘制速度较快(50FPS以上),能满足交互式应用的需求.     

基于几何建模的海浪模拟

提出一种基于几何的快速海浪建模方法,即将人眼对海浪的观察感知结合到对海平面网格的区域剖分中,对 人眼不敏感区域进行网格粗剖分,而对人眼敏感区域进行网格细剖分,进一步对不同区域采用不同的数学函数或不同 的参数控制来模拟海浪的涌动,同时通过设置相应的随机过程来增加敏感区域海浪的细节运动模拟。所提出的方法 具有实现简单、计算消耗小、算法易于实现等优点,可满足游戏、动画等应用场景对海浪背景的实时性要求。仿真试验 结果验证了模型的有效性。     

海浪模拟模型的研究

该文通过研究当今国内外比较成熟的海浪模拟模型,得出各单一经典模型优缺点,并在此基础上提出一种可控FBM模型对海浪进行模拟研究。可控FBM模型的基本思想是以分数维布朗运动曲面(FBM:Fractal Brown Motion)模型为基础,线性叠加使用Gerstner模型的海浪谱海浪模型。可控FBM模型既有FBM模型的良好随机性和快速计算能力,同时通过叠加三维Gerstner模型加入了波的特征,又具有了波易于控制、便于与用户设定参数相适应而产生不同海况的能力,提供灵活方便的用户控制接口,生成的海浪能够随参数的变化实时的改变状态,呈现出不同的海况以及合理的体现海面风对海浪的影响。可控FBM模型生成的海浪逼真度较好,能够模拟大面积的海面,改进效果明显。     

海浪的实时视景仿真

该文研究了如何解决海浪的实时视景仿真问题。着重从仿真的实时性和真实感的角度出发,建立了基于海浪谱的不同波级的海浪的仿真模型,详细讨论了海浪数学模型中参数的求法,并探讨了在海浪的实时绘制过程中采取的措施。