考虑大气折射的天空场景真实感绘制

传统的天空场景绘制方法大都是基于大气对天空光和太阳光的散射,它们没有细致考虑大气折射的影响,因此无法绘制出太阳和月亮场景在不同观测条件下形状、色泽、光晕的变化.文章提出了一种考虑大气折射的天空光模型,首先基于大气光学知识推导出大气折射率与气压、温度和水汽压的定量关系,详细计算了光线在大气中的折射轨迹,采用一种考虑折射的路径跟踪方法计算天空光强度的分布,并绘制出不同时间、不同季节、不同观测地点下更具真实感的太阳、月亮和星星的天空场景.

建立天空场景的模拟算法

建立真实感的天空场景,在环境仿真和气象现象模拟中,有着极其重要的应用价值,也是计算机可视化研究中的难题。首先通过确定色彩层次模型,改进基于中点的变位方法生成基本云图,然后使用基于图像的方法进行云图映射,最后融合气象信息要素等过程生成天空背景,并采用光照叠加、背景合成及色彩调整等方法,产生千姿百态、形象逼真的天空场景图。可在多种气象现象的模拟仿真,纹理贴图的产生以及气象信息可视化系统的开发等方面发挥重要的作用。

基于GPU的动态天空场景仿真

针对三维天空场景仿真中出现的场景实时性和真实性不能满足用户的需求等问题,提出了基于GPU(graphic pro-cessing unit)的动态天空场景仿真方法。在开源场景图形系统(OpenSceneGraph)开发平台上,使用基于物理的方法计算出一天中不同时刻天空的背景色;采用shader技术,用OpenGL着色语言(GLSL)在GPU上对云、太阳进行模拟;针对太阳的位置,绘制出具有真实感效果的光晕。实验结果表明,该仿真方法可以绘制出具有动态效果的、天空颜色能平滑过渡的天空场景,并且真实感强。

虚拟环境中实时天空场景的生成方法研究

本文在分析天空颜色及亮度特征的基础上,通过对纹理图采样模拟了天空场景的颜色,通过公告板技术模拟太阳,通过多公告板技术对云层进行仿真,最终实现对整个天空场景的模拟。

直升机飞行模拟器中天空背景图像实时仿真

针对反潜直升机低空飞行模拟的实际需求,通过建立球面天空几何模型,利用CIE2003通用天空标准亮度分布模型,基于Preeham全气候特征参数值,进行亮度压缩、颜色空间转换、gamma校正和顶点颜色映射,实现不同经纬度地域、不同时间、不同天气状况下天空动态背景图像的实时仿真。仿真结果表明,该方法物理意义清晰,计算量小,产生的图像质量较高,是低空飞行模拟器生成户外天空场景的一种有效方法。