基于粒子系统的火焰模拟与优化

为了解决火焰模拟难以实现实时性和真实感的问题,提出了基于粒子系统的火焰模拟优化方法.首先分析了利用粒子系统模拟火焰的基本原理,在此基础上,结合纹理映射方法进行火焰渲染,然后在渲染的过程中分别从实时性和真实感两个方面对粒子系统进行了优化,使性能得到显著提高.实验结果表明,该优化方法可以有效地降低模拟时间,同时能得到更为真实的模拟效果.     

试析粒子系统的三维火焰

介绍了现有的火焰模拟算法,阐明了粒子系统在建模不规则自然景物方面的几个重要优点,并简要讨论了基于粒子系统的三维火焰模拟方法,设计了火焰模拟系统的4个功能模块,探讨了提高粒子系统实时性的方法。     

基于粒子系统的林火模拟

粒子系统因其灵活性、适应性等特点,被广泛应用在景物模拟中。该文介绍一种基于粒子系统在火焰模拟中的应用,包括火焰粒子的初始化,帧数以及粒子属性的相应变化,体现粒子从产生、衰减到消亡的过程。为使火焰粒子更逼真,对粒子进行渲染处理,并简化公告板技术。实验结果表明,该方法可形象反映出火焰的动态变化,在普通微机上达到较好的仿真效果。     

基于 N-S 方程和纹理映射的实时火焰模拟

由于使用数学物理方法模拟火焰动画的计算量太大难以实现实时性,本文提出一种新的火焰模拟方法。该方法结合数学物理方法和粒子系统的优点,采用不可压缩的Navier-Stokes方程作为火焰模拟的物理模型,通过简化外力项的计算来提高计算速度。在渲染火焰时,提出一种新的基于纹理的火焰渲染方法来实现令人满意的火焰动画效果。实验基于OpenGL,以C＋＋编程,使用提出的方法成功实现火焰的实时模拟。     

基于纹理映射和粒子系统的三维喷泉实时模拟

将纹理映射和粒子系统理论相结合,给出一种基于粒子系统的喷泉系统模型,同时分析模型中粒子的属性及其变化,加入风力和阻力等粒子属性,绘制三维喷泉系统,实现粒子在复杂受力情况下的实时动态模拟.实验结果表明,该方法不仅有效地保证了图像的真实感,而且提高了系统的灵活性和实时性.     

粒子系统与纹理映射相结合模拟礼花的研究

本文主要通过分析礼花整个燃放过程,建立了基于粒子系统与纹理映射结合的礼花动态模型,得到了较为真实的礼花燃放动态视觉效果,该模型简单并可通过一些参数来控制,可以很方便地结合到现有的动画系统中.     

基于粒子系统方法的三维火焰模拟

文章设计了粒子系统火焰模型,详细讨论了模型中粒子的属性及其变化,实现了具有较强真实感的颜色变化和动态摇曳等火焰特性,采用纹理映射和视线跟踪技术进行三维火焰渲染;同时,采用了层次化的编程结构,用以提供简单实用的交互性火焰模拟。最后提供了篝火、烛火、火箭尾焰以及战场火焰模拟的效果图。     

粒子系统与纹理映射相结合模拟礼花的研究

本文主要通过分析礼花整个燃放过程,建立了基于粒子系统与纹理映射结合的礼花动态模型,得到了较为真实的礼花燃放动态视觉效果,该模型简单并可通过一些参数来控制,可以很方便地结合到现有的动画系统中。     

基于改进的粒子系统的火焰模拟

在总结了国内外学者所建立的各种火焰模拟方法的基础上,基于粒子系统模型,对传统粒子系统的火焰模型进行了一些改进.详细讨论了改进后控制参数和函数的由来和设置,并研究了各个控制参数对于火焰效果的影响.同时,也拥有对风等外界影响因素的丰富体现力,在一定程度上克服了随机性,能够生成不同形态的火焰燃烧的情景.最后给出了一些已经实现的火焰效果.     

粒子系统模型在水彩画上的应用

粒子系统是一种可以有效模拟不规则运动的景象或现象的图形生成算法。将粒子系统的关键方法和OpenGL纹理映射技术相结合,设计了一种水彩画的模拟生成算法,利用鼠标实现用户交互。该算法利用纹理映射技术模拟颜料粒子,通过粒子的扩散作用模拟水彩画的绘制过程。实验结果表明,提出的水彩画模拟算法具有简单快速的特点,并且达到了较好的逼真度。     

基于粒子和纹理绘制的火焰合成

现有的火焰合成算法多数都是基于粒子系统,其主要缺点是运算量大。本文先用少量粒子勾勒火焰的外轮廓线,再用纹理绘制的方法填充火焰纹理。这样既利用了粒子系统形成轮廓线的真实感,又避免大量的粒子状态运算,并能体现动态火焰纹理的一致性和连续性。     

可扩展的实时自然景物模拟算法

针对传统的粒子系统实时仿真存在只能针对单一自然景物模拟、计算耗时、图像不真实、算法复杂等问题,提出了一种基于粒子系统和图形处理器（GPU）加速通用可扩展的自然景物模拟算法。在该算法中,粒子的物理运动计算过程和渲染阶段完全由CPU转移至GPU,可以增加粒子数量和提高渲染速度;同时,在渲染过程中,可以较好地利用硬件支持的粒子图技术来改善渲染中粒子的外表,选择不同纹理,从而能够较方便地模拟不同的自然景物。最后,在GPU上实现了雪花、喷泉、烟花、瀑布等模拟,算法充分利用了GPU的多通道并行处理性和可编程性,提高了自然景物模拟的实时性,可运用于虚拟现实系统。     

视频图像在三维模型中的渲染

视频监控是大型安防工作中最重要的一个环节,传统的视频监控系统展示给用户的只是独立的二维平面图像,图像脱离环境,整体性不足,为了解决该问题,提出了将视频图像渲染显示于三维模型的思路.研究了纹理映射技术并结合视频图像渲染的特殊性分析研究了Z缓冲算法、Shadow map算法,根据实际应用提出Extend Shadow map算法以实现将视频图像与三维场景无缝贴合.实验结果表明,视频图像渲染显示于三维模型中所体现的优越性.     

飞机尾翼空中失火的场景模拟

提出了一种粒子系统与物理动力学相结合的算法,较精确地模拟了火焰和烟雾粒子的受力及在空中的运动状态。为了提高模拟速度和真实性,用粒子线性膨胀来近似地达到烟雾扩散的效果,粒子的颜色变化则通过真实火焰燃烧的颜色采样线性插值方式重构。在渲染时,利用粒子排序和Alpha混合,避免了传统粒子系统的颜色饱和问题,再结合纹理映射和Billboard技术,能对场景进行快速的绘制。     

Observational Models of Graphite Pencil Materials

This paper presents models for graphite pencil, drawing paper, blenders, and kneaded eraser that produce realistic looking pencil marks, textures, and tones. Our models are based on an observation of how lead pencils interact with drawing paper, and on the absorptive and dispersive properties of blenders and erasers interacting with lead material deposited over drawing paper. The models consider parameters such as the particle composition of the lead, the texture of the paper, the position and shape of the pencil materials, and the pressure applied to them. We demonstrate the capabilities of our approach with a variety of images and compare them to digitized pencil drawings. We also present image-based rendering results implementing traditional graphite pencil tone rendering methods.     

火焰的快速模拟

在粒子系统方法的基础上,比较了近年来的最新研究成果和实际应用方法,提出了基于纹理片的快速的火焰模拟方法.选用合适的纹理片,设置较小的透明度,以纹理叠加方式来演示燃烧的过程;给出了具体的模拟步骤,并且通过不同的设置来构造不同的燃烧场景.对比分析显示,纹理片方法在很多方面都具有一定的优势,也具有一定的扩展空间和应用前景.最后给出了实际的计算机模拟效果.