材質(zhì)相關(guān)的燃燒火焰特效渲染技術(shù)研究.pdf

1、材質(zhì)相關(guān)的燃燒火焰特效渲染技術(shù)研究申請上海交通大學(xué)工程碩士學(xué)位論文材質(zhì)材質(zhì)相關(guān)的燃燒火焰特效相關(guān)的燃燒火焰特效渲染技術(shù)研究渲染技術(shù)研究學(xué)校代碼：10248作者姓名：張昺琰學(xué)號：1100379152第一導(dǎo)師：肖雙九第二導(dǎo)師：吳明道學(xué)科專業(yè)：軟件工程答辯日期：2015.7.14上海交通大學(xué)軟件學(xué)院2015年6月材質(zhì)相關(guān)的燃燒火焰特效渲染技術(shù)研究I材質(zhì)材質(zhì)相關(guān)的燃燒火焰特效相關(guān)的燃燒火焰特效渲染技術(shù)研究渲染技術(shù)研究摘要煙、火、云這一類的不規(guī)則

2、自然景物模擬，一直都是計算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域的一個熱門研究課題，在虛擬現(xiàn)實、游戲動畫、影視廣告中都有著廣泛的應(yīng)用。受環(huán)境影響，它們的外形隨機(jī)變化，顏色也各不相同，很難用傳統(tǒng)的視頻技術(shù)去建模和實現(xiàn)。隨著近年來研究的不斷深入，各種模擬和渲染方法不斷涌現(xiàn)，其中粒子系統(tǒng)被普遍認(rèn)為是最為成功的一種生成算法。本文的研究工作就是基于粒子系統(tǒng)，對不同材質(zhì)燃燒產(chǎn)生的火焰特效進(jìn)行模擬?？v觀目前火焰模擬的研究成果，多數(shù)設(shè)計軟件中火焰仍是一個大概念的物體類型，沒有具

3、體細(xì)分，參數(shù)龐大復(fù)雜，導(dǎo)致在實現(xiàn)時往往需要長時間的比選調(diào)試參數(shù)，反復(fù)渲染，導(dǎo)致耗時過長。視覺效果上，大多數(shù)后期處理軟件的火焰模擬器，效果普遍比較單一、呆板。運(yùn)用MAYA等三維軟件的粒子系統(tǒng)進(jìn)行渲染，得到的火焰效果雖然逼真度較高，但是往往因為計算量大而導(dǎo)致渲染速度緩慢。針對上述問題，本文主要研究工作和成果包括：（1）本文根據(jù)可燃物材質(zhì)的不同對火焰進(jìn)行分類，并提出了以形狀、顏色、紊亂三個主要視覺特征進(jìn)行描述。通過研究不同類別可燃物的物化特性

4、和燃燒機(jī)理，觀察和分析不同材質(zhì)燃燒產(chǎn)生火焰的視覺特征并分類整理。（2）在理論研究的基礎(chǔ)上，提出了單材質(zhì)燃燒火焰的模擬方法。通過分析不同類型火焰在顏色、形狀、紊亂三個方面的視覺特征差異，從而確定主導(dǎo)參數(shù)。提出各特征效果的計算機(jī)實現(xiàn)方法及該方法下考慮設(shè)置的合理參數(shù)范圍，繼而利用AfterEffects中的粒子系統(tǒng)實現(xiàn)不同類型火焰的渲染。最終把各類型材質(zhì)火焰的渲染整理成一系列AE腳本，制作時可以直接調(diào)用，操作簡單，渲染速度快，效果逼真度高。（