一种新的基于粒子系统的火焰实时绘制方法

针对经典粒子系统火焰模拟的真实性和实时性的关键问题,给出了一种新的基于粒子系统的火焰绘制算法,粒子属性的初始化由发射器确定,并对粒子的颜色、位置、生存期等属性的更新进行了优化,粒子的运动变化由低压点控制,粒子由四角面片表示,结合纹理映射技术进行三维火焰渲染,纹理采用分时间段映射来模拟火焰的燃烧过程,实验证明该算法模拟火焰的运动和外观效果真实,在普通的PC平台上利用标准图形系统即可获得实时的绘制速度.     

基于粒子系统的降雪过程模拟

对降雪现象的模拟,可以大大提高三维场景的真实感.粒子系统是实时模拟降雪效果的一种有效方法.本文基于粒子系统的基本原理建立了雪粒子系统模型,模型分析了雪粒子的属性、雪粒子的运动及雪粒子的绘制等,并提出了基于粒子系统和OpenGL的降雪实时模拟生成算法.实现结果表明,该方法可以实时绘制出比较真实的降雪现象.     

基于MultiGen Creator的航天发射场三维建模

利用MultiGen Creator平台建立整个航天发射场的虚拟三维场景,结合开发经验探讨了三维建模中的细节层次、自由度、纹理贴图等关键技术,并通过模型示例对其效果进行了验证。实践证明,三维场景仿真效果真实流畅,能够实现预计的功能和效果。     

纹理映射方法研究

渲染模块是游戏引擎中最复杂,也是最能体现游戏效果的模块。纹理映射技术的应用能增强场景绘制的真实感并能提高场景的渲染速度。该文是对纹理映射技术的初步研究,首先介绍了纹理映射技术,使用OpenGL图形库实现了大环境天空盒的贴图效果、并加入了地面建筑物,再现了真实的三维场景。介绍了纹理映射技术在三维游戏引擎渲染中的应用及作用。     

基于ＯＳＧ和粒子系统的雪效仿真

对自然现象的模拟,可以大大提高三维场景的真实感,在视景仿真系统、三维动画、影视广告等领域有着广泛的应用.粒子系统是一种实时模拟天气的有效方法.在分析粒子系统实现原理的基础上.利用Microsoft Visual Studio 2005提供的高度集成的软件开发环境,基于OsG(OpensceneGmph)2.6建立粒子模型.试验结果表明,该方法能够有效地再现三维场景中的降雾、降雪场景.     

一种基于泊松融合的实时海滩场景模拟

三维海滩场景绘制具有内容复杂、分辨难度大、计算量大的特点.现有三维海滩场景处理方法不足以满足军事仿真和实时游戏等应用领域的需求.针对上述情况,提出了基于泊松融合实时海滩场景模型.通过采用简化的大气散射方程组对天空进行建模,使用反向快速傅立叶变换和双向反射分布函数绘制海面的动态效果,使用纹理贴图实现沙滩的真实感绘制,最后使用泊松方程对天空、海面和沙滩进行融合.实验结果表明,该类绘制融合的方法能够减少绘制时间,实现三维动态海滩场景的实时绘制.     

一种大场景环境下实时降雨模拟的新方法

在分析已有的降雨模拟方法的基础上,提出了一种大场景环境下降雨模拟的新方法.该方法是使用一张纹理,以降低性能开销,采用与视点相关技术雾化场景,真实再现了雨的三维视觉效果.基于牛顿动力学控制雨点粒子的运动,以模拟风力作用的效果;同时简化了雨滴的泼溅效果.与传统的雨模拟算法相比,该算法既正确模拟了雨的运动行为,又降低了性能开销.在满足实时漫游的前提下表现出较强的真实感,实验结果表明了改进方法的实用性.     

大范围动态海浪实时渲染

为实现大范围动态海浪的实时渲染提出了一种高效方法.首先提出一种基于LOD技术的新型网格模型,采用Gerstner模型在GPU(图形处理单元)上实现了海浪的动态模拟和Choppy波的模拟,给出一种凹凸纹理贴图的方法对较远处的海浪渲染实现加速,并利用动画凹凸纹理改善海浪渲染效果;其次通过立方体纹理实现了对天空、太阳的反射效果,运用Phong光照模型实现了海浪的光照并实现了菲涅尔反射;最后采用动画纹理模拟了海浪中的泡沫,并实现了云在海面上投射的阴影等特殊效果.实验结果表明,该方法可以对90 km范围的海浪进行实时交互渲染,并已成功应用于某飞行模拟器中.     

参数化粒子系统设计及其应用

结合面向对象的分析和设计方法,提出了粒子系统参数化抽象模型的设计方法,该方法针对粒子系统的共有特性,实现了对粒子系统的模块化设计,实现了通用型粒子系统的架构创建.通过OOP实现对粒子属性的封装和继承,使基于OpenGL的粒子系统的设计具有较高的封装和扩展性,并简化了对不同粒子系统的模块化设计和复用,使各种粒子的参数变化易于实现和维护,从而提高了变化粒子系统的设计和实现过程.在实际应用中取得较好的效果.     

参数化粒子系统设计及其应用

结合面向对象的分析和设计方法,提出了粒子系统参数化抽象模型的设计方法,该方法针对粒子系统的共有特性,实现了对粒子系统的模块化设计,实现了通用型粒子系统的架构创建.通过OOP实现对粒子属性的封装和继承,使基于OpenGL的粒子系统的设计具有较高的封装和扩展性,并简化了对不同粒子系统的模块化设计和复用,使各种粒子的参数变化易于实现和维护,从而提高了变化粒子系统的设计和实现过程.在实际应用中取得较好的效果.     

城市给水管网交互式虚拟仿真平台研究

为克服了传统二维和三维模型结果显示的缺点,应用虚拟现实技术对城市给水管网进行分析研究,建立给水管网视景仿真平台,形成城市给水管网系统研究的新方法.通过给水管网虚拟场景与给水管网数学模型的有机集成,实现虚拟场景中给水管网的交互控制和计算结果的可视化显示.建模过程中将虚拟场景中实体按照相关图集绘制,保证模型具有较高精度,并通过相关算法对模型进行优化.本文通过程序设计建立了城市给水管网交互式虚拟仿真平台,实现了城市给水管网视景仿真系统.该平台不仅具有高度的逼真性,而且具有沉浸性、交互性的特点,用户可以直观的观察到深埋地下的给水管网,对给水管网进行交互控制,对管网工况进行可视化分析.     

提高喷泉水流动态模拟效果的改进方法

For the purpose of improving the dynamic simulation effect of the particle system, this paper focuses on studying the dynamic simulation of the fountain flow based on particle system theory. A fountain particle motion model is constructed by applying the physical dynamic principle. The bead particle is structured by using OpenGL “short line” as the basic particle voxel, which performs better in real-time processing compared with other bead particles, such as sphere, cube and square. To avoid the invisibility of partial particles in 3D scene, the technique of the “△” line combination unit is adopted to implement the dynamic simulation of water beads. In order to agglutinate lots of particles to form water beads with different sizes and show the intermittent cylinder shape of the fountain, the fake particle viscosimetry and the blend operation in OpenGL are also adopted, making the fountain flow more realistic. Experiment indicates that the proposed method can effectively improve the reality and real-time performance of the fountain flow.     

基于HDR的延迟光照技术

在研究光照模型的基础上,重点分析了延迟光照技术和高动态范围(HDR)技术,并研究了基于高动态范围技术的延迟光照技术,在延迟光照的后处理阶段引入高动态范围技术,发挥两者的优点,基于GPU实现了加速绘制。实验证明,使用基于高动态范围技术的延迟光照技术,表现的场景更加真实,细节表现更加丰富。在延迟光照中,使用高动态范围技术,虽然降低了绘制速度,但仍然达到了25FP/s。     

火焰实时模拟的新算法

为了解决火焰动画的计算机模拟难以实现真实感和实时性的问题,提出了一种新的火焰实时模拟算法。该方法吸收了数学物理方法真实感强和粒子系统思想方法简单的优点,通过著名的Navier—Stokes方程对流体进行控制,采用半拉格朗日法对其进行求解,并引入粒子系统的思想对原方程的平流项进行修改。对火焰颜色的控制采用密度场和配色原理,进行简单而有效的实现,并在图形处理器（GPU：Graphics Processing Unit）上加速实现,成功地实现了真实感和实时性并举的火焰动画的计算机模拟。     

基于粒子系统的Direct3D火焰模拟改进算法

针对火焰难于精确描述的不规则、不确定动态特性,提出了一种改进的实时火焰模拟算法。在初始化火焰粒子的位置属性时,设计半球面火焰粒子发射器,优化火焰粒子的初始位置;将火焰模型设计成5层颜色模型,简化火焰的复杂运动;采用Direct3D点精灵技术,提高系统的时间性能;分层控制运动场的运动,实现火焰形状的动态改变。同时启动 Alpha混合处理,使火焰在不同颜色层次混合,极大地增强了火焰的真实感。实验结果表明,改进后的算法大大减少了粒子数量,降低系统运行时间,达到了实时的要求,而且所生成的火焰具有较强真实感的颜色变化和动态摇曳等特性。     

非线性子空间中的运动数据编辑和风格生成

提出了基于三维人体运动数据和等距特征映射（ISOMAP）降维机制的子空间人体运动风格生成和编辑的方法.该方法拓展了传统ISOMAP难以处理非训练(out of sample)数据的局限性,在具有非线性内在属性的高维运动数据空间和低维非线性风格化子空间之间建立映射,使之能够直接应用在非训练数据集.对于映射到低维子空间的运动数据利用分解生成模型分离出运动的内容参数和风格参数,通过在子空间中调整这两种参数并逆向映射到原始运动数据空间,实现运动数据的编辑和新风格的生成.实验结果表明,该方法能够在虚拟现实场景中自动生成各种复杂新风格的人体运动,并具有精度高的特点     

在飞行模拟器中实现雪的实时模拟

基于粒子系统和空气动力学效应对下雪这一自然现象进行了实时仿真,建立了一个风的模型,把雪的运动看作风的运动和雪的自由落体的综合运动。根据雪粒子的自然属性和飞行模拟实际的视景需求,简化了数学计算,模拟了下雪这一特殊气象。最后对粒子间的碰撞做了简要介绍。     

Using Pure Translation to Get Euclidean Reconstruction

3D reconstruction of the scene from a movingcamerais one of the challenging problems of computervision.It is well known that when nothingis knownabout the camera intrinsic parameters ,the extrinsicparameters or the scene ,it is only possibletocomputea reconstruction up to an unknown projective trans-formation[1].In order to obtain an Euclidean reconstructionfrom the projective reconstruction, some additionalinformation about either the camera or the scene isneeded. The information of the camer…     

水平气力输送系统中颗粒波状流的模拟

对用于两相流计算的硬球模型进行简化，模拟了水平气力输送系统中颗粒波的动态流型。模型中，气体状态由两相耦合的Navier—Stokes方程描述，颗粒运动通过单颗粒的运动轨迹描述。并且，颗粒的碰撞运动由冲量守恒原理控制，颗粒的悬浮运动由力平衡方程决定，相间耦合作用依据牛顿第三定律处理。模拟结果从介观层次呈现了水平气力输送系统中与实验特征吻合的颗粒波状流，说明了颗粒波的传播速度取决于气体速度，它并不敏感地依赖于系统中的存料量及物料密度。     

真实体表模型上BSPM仿真数据的可视化

虚拟心脏模型LFX采用具有真实几何形状的三维心脏、躯体模型进行仿真研究，但仿真输出结果基本上以二维的形式给出．针对这一问题，提出了一种顶点投影映射算法，将LFx虚拟心脏模型的关键仿真数据之一的体表电位(BSPM)从真实几何形状的躯干模型映射到真实人体体表模型，并在4DView三维医学图像实时可视化平台系统上对映射前后的BSPM仿真数据进行了三维可视化，从而将LFX虚拟心脏模型的BSPM仿真数据的输出从二维拓展到了三维、从真实几何形状的体表模型拓展到了真实体表模型．映射前后BSPM仿真数据的可视化结果表明，LFX虚拟心脏模型具有更为直观有效的仿真特性．