虚拟场景中特殊效果算法实现

摘要

本课题对虚拟场景中的各种物体建模方法进行了大量研究，提出在传统粒子系统基本原理的基础上结合其它一些方式对火焰、烟云效果进行快速模拟的生成方法，并将上述特殊效果融入到虚拟现实场景中，火焰、烟、云等自然景物具有一个共同特征就是由大量的粒子组成，为了表现这一特征，我们采用粒子系统作为造型的主要方法，粒子系统使用大量粒子的聚集来构造物体的外形，使得所构成的物体具有动态的、富于变化的特点，区别于传统的造型方式。随机过程也被用于产生粒子并控制粒子的不规则运动，采用粒子系统和纹理技术相结合的方法，充分利用了粒子系统的不规则三维外形模拟了火焰效果，呈现出其真实自然的表面细节，同时按照粒子的实现效果简化湍流运动，近似模拟了云烟的效果。

目录

文摘

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1绪论

1.1课题背景

1.1.1虚拟现实

1.1.2图形学算法分类

1.1.3真实感图形绘制

1.2自然景物生成技术

1.3自然景物模拟发展现状

1.3.1火焰的模拟

1.3.2烟云的模拟

1.3.3树木和地形的模拟

1.3.4粒子系统

1.4本论文的主要研究内容

1.5论文安排

2虚拟场景中自然景物建模方法

2.1基于分形(fractal)迭代的算法模型

2.2基于三维噪声和湍流函数的算法模型

2.3基于Fourier合成原理的算法模型

2.4基于语法规则的算法模型

2.5基于动态随机生长原理的算法模型

2.6基于粒子系统的模型

3常见自然景物的实现方法

3.1模糊算法生成的火焰

3.2程序纹理生成的云层

3.3分形迭代生成树

3.4分形地形

3.5颜色索引和碰撞检测

3.5.1颜色索引

3.5.2碰撞检测

4基于粒子系统的火焰生成

4.1粒子系统

4.1.2粒子系统原理

4.1.2粒子系统实现

4.2 Billboard

4.3火焰的实现

4.4结果分析

5基于粒子系统和纹理扭曲的火焰生成

5.1实现过程

5.3结果分析

6基于粒子系统和物理模型的云烟生成

6.1物理模型

6.2云烟的实现

6.3结果分析

结束语

致 谢

参考文献