基于粒子系統(tǒng)的火焰的實(shí)時(shí)模擬與繪制.pdf

1、視景仿真是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)中的熱門研究課題之一，其中包括對(duì)火焰、云霧、雨雪、沙塵、浪花等動(dòng)態(tài)自然景物和現(xiàn)象的模擬與繪制，在氣象預(yù)報(bào)、航空航天、裝潢廣告等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。自然景物具有豐富的表面紋理和不規(guī)則的表面外形，并且能夠隨時(shí)間的推移而動(dòng)態(tài)地、隨機(jī)地發(fā)生變化，因此很難使用傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的建模方法來(lái)生成；如何簡(jiǎn)化且有效地模擬諸如火焰、云霧、雨雪、沙塵、浪花等不規(guī)則自然景物和現(xiàn)象成為計(jì)算機(jī)真實(shí)感圖形生成的關(guān)鍵問(wèn)題。粒子系統(tǒng)能夠充

2、分體現(xiàn)這類景物的動(dòng)態(tài)性和隨機(jī)性，其優(yōu)點(diǎn)在于使用簡(jiǎn)單的粒子圖元來(lái)構(gòu)造出傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)難以構(gòu)造的復(fù)雜物體，而且具有很強(qiáng)的真實(shí)感和實(shí)時(shí)性。 本文在認(rèn)真分析和總結(jié)目前國(guó)內(nèi)外火焰模擬方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合視景仿真對(duì)虛擬場(chǎng)景的需求和應(yīng)用，以友好的交互性、較強(qiáng)的真實(shí)感和實(shí)時(shí)性為目標(biāo)，提出一種基于粒子系統(tǒng)對(duì)火焰模擬的新方法。所做的主要工作和研究成果如下： 通過(guò)對(duì)火焰運(yùn)動(dòng)的熱力學(xué)進(jìn)行分析，從物理的角度對(duì)火焰不規(guī)則狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的隨機(jī)的模擬；建