Navier-Stokes方程组驱动的虚拟人群

为提高虚拟场景的真实感,在表现类似水流的宏观人群行为时将人群类比为流水,基于流体动力学的知识建立一个实时模拟系统.通过数值方法求解描述二维流体的Navier-Stokes方程组,计算出速度场信息用于驱动人群的行走;在仿真过程中支持用户实时修改参数,通过调整全局速度场达到交互式控制人群的目的;绘制人群时采用层次结构来平衡绘制效率和绘制质量.该系统可以根据绘制精度和个体距离视点的远近,自动地在高层次的几何细节模型和低层次的Impostor图像绘制模式之间切换.最后通过实验给出了多股人群交汇、人群蜿蜒行走等动画效果.

飞行仿真中三维云场景的渲染

云的建模和渲染是近年来计算机图形学领域的一个研究难点,在飞行视景仿真系统、计算机游戏、三维动画领域中有着广泛的应用.从建模方法、光照模型以及实时渲染3个方面对云景仿真进行研究.提出一种基于粒子系统的静态云建模方法,降低了建模的复杂度.采用云的多重散射光照模型加速了渲染速度,并且结合Impostor技术、Billboard技术实现云场景的实时漫游.仿真结果表明,生成的云层效果真实,具有良好的实时性,可在普通的PC机上流畅运行.

三维实时云建模与渲染在工业仿真中的应用

在云建模方面,提出一种基于物理仿真和艺术可控性相结合的方法,利用Navier-Stokes流体动力学公式描述单一云朵的聚散和运动,通过盒子的堆积来描述云朵的初始轮廓,最终在盒子内部按流体动力学规律填充粒子生成三维云模型.为了满足实时性要求,在可编程图形芯片上求解Navier-Stokes等式,以便利用图形芯片的并行处理能力加快求解速度.在云的实时渲染方面,基于太阳光照方向和天气状况提出了一种简单的光照模型,大幅度地提高了云的渲染速度.此外,还提出一种改进的环状Impostor技术来提高大范围云层的渲染速度,并通过Shader编程的方法解决了应用Impostor技术到Alpha融合场景中所出现的问题.基于所描述的理论模型,利用三维图形API开发了一套三维云仿真系统,并广泛应用于各种工业仿真和科技娱乐展示项目中,取得了较好的效果.利用该方法生成的云模型具有真实感强、渲染速度快等特点.

基于动态Impostor技术的树木快速绘制方法

树木快速绘制技术研究一直以来都是计算机图形绘制的一个热点领域,因为树木复杂的细节结构使其在绘制上存在着相当大的困难。提出了一种基于动态impostor技术的树木绘制方法,不仅可以快速地绘制树木,而且具有较高的真实感效果。该方法首先基于树木模型进行平面投影去创建impostor平面,然后将纹理映射到已经创建好的impostor平面上,最后通过绘制impostor纹理平面形成树木图像。当参考视点移动时,可以根据误差来决定是否动态更新impostor平面的内容。

交互式自然环境下云的实时绘制

云层的显示效果对于交互式自然环境的模拟是非常重要的,为提高云模拟过程中的实时性与多样性,设计简化的粒子系统对云建模,提出云的生成函数模型来控制粒子的产生数量,生成函数的变化趋势决定最终云生成与分解时的形状,采用动态生成Impostor纹理的方法绘制云。

飞行视景系统中的三维云模拟技术研究与实现

三维云的模拟技术对飞行仿真系统的研究有着重要的理论和现实意义。本文对云的建模、光照、渲染三个方面进行了分析,根据云的特点,采用基于粒子系统的建模方法,结合纹理映射、光照模型来实现逼真的云层模拟效果。为提高渲染速度,本文采用Impostor技术进行加速绘制。经过试验,在Visual Studio 2010开发平台下,该技术较为真实的模拟了三维云层并满足了实时性要求。

积云的建模与渲染技术研究

积云的形状和颜色千变万化,形成过程复杂,传统的云模拟方法建模困难,真实性,实时性差。本文根据积云的形成特点,采用粒子系统的建模方法,生成粒子云,并利用Impostor技术采用包围盒算法计算纹理图像,提高渲染速度,在OpenGL上实现积云的渲染效果。