基于Perlin噪声的海面仿真在Vega Prime中的应用

针对Vega Prime自带海洋模块中海浪随机性不强和海面网格划分简单的不足,以OpenGL为基础将基于Perlin噪声的海面仿真应用到Vega Prime中。Perlin噪声的生成采用计算机运算最快的位运算方法,减小海面高度场的计算时间;通过采用投影网格的方法实现视点相适应网格的计算,生成自然的投影网格,并利用CG对显卡编程进行实时光照渲染。测试结果表明该方法的帧数大于Vega Prime(version2.2)中自带海洋模块的帧数,弥补了Vega Prime自带海洋模块的不足,增强了海面场景的实时性和逼真性。

基于L-系统和Perlin噪声函数的风吹树动模拟

分析风中树木运动与其受力关系,提出采用在自然现象中观察到的Perlin噪声来模拟风场变化,利用L系统实现对三维树木的建模,应用材料力学知识分析树枝的运动细节,并得出影响树枝运动幅度大小的公式,编程实现结果表明,该方法模拟的树木运动逼真,可应用于游戏娱乐业和教育业中定型的树木运动模拟。

Perlin噪声生成地形的一种高效率并行方法

针对Perlin噪声叠加法在生成大规模地形时出现运算量大,效率低的问题,提出了一种基于CUDA架构的地形生成并行算法。通过结合Perlin噪声叠加法的特点(对一个点的计算与其他相邻点的计算是不相关的),将每一个地形网格点Perlin噪声值的计算进行并行处理,从而使得地形的生成过程完全在GPU中并行执行。实验结果表明,相比于原算法,并行处理算法较大提高了地形生成的效率,能够满足大规模地形生成的需要。

基于Perlin噪声函数的3维地形可视化研究

利用Perlin噪声函数的特点,提出一种基于Perlin噪声函数的随机地形生成方法,并介绍利用该函数构建地形多层次细节模型的实现过程,最后给出利用Perlin噪声函数生成随机地形的实例。

基于Perlin噪声的高分辨率地形仿真方法

高分辨率地形数据是虚拟现实、军事可视化仿真等方面研究的重要素材,地形的精细、逼真程度,直接影响到仿真的效果。但分辨率很高的地形数据难以直接获取,一种典型的解决方法是采用特定算法在低分辨率数据的基础上生成仿真地形数据。Perlin噪声具有分形、频率振幅可控等特点,通过不同频率的三维Perlin噪声叠加,可以生成不同细节程度的地形数据。将Perlin噪声模型应用于从低分辨地形数据构造高分辨率地形数据,可以较好地模拟原始地形的地理特征,具有较高的保真度。文章基于Perlin噪声模型设计、实现高分辨率地形重构算法,并采用可视化仿真的方法对该方法和简单随机噪声方法进行检验,仿真结果表明该方法能够更好地满足要求。

基于Perlin噪声的云生成系统

利用Perlin噪声建立云图像、用指数函数对云图像进行锐化、得到了云彩灰度图像;通过HLS颜色模型将灰度图像转换成彩色云彩图像;改变参数能模拟不同气候条件下的云彩效果。实验表明:运用OpenGL开发工具和纹理映射方法将云彩置入3维虚拟环境中,能在PC机上产生了逼真的云彩效果。

蜡染数字化中Perlin噪声的应用

在蜡染数字化中引入Perlin噪声.根据蜡染冰纹特点,生成一维Perlin噪声,加入到冰纹宽度和浓度上,提高冰纹的表现力;依据蜡染染色规律,生成二维Perlin噪声,应用于布料特征染色中,有效模拟晕染和斑驳;讨论了Perlin噪声参数与蜡染染色视觉效果的关系.实验表明,生成的Perlin噪声能在保持根本特征的前提下产生随机变化,能有效模拟蜡染作品的多种特征.

基于Perlin噪声的花卉仿真方法

花卉植物具有复杂的形态结构和生理特性,传统的欧式几何难以表现其几何造型.为满足花卉建模的高效性和真实感,提出一种基于Perlin噪声的花卉仿真方法.通过Catmull-Rom样条曲线绘制叶片和花瓣的草图轮廓,利用二维Perlin噪声生成草图的深度值,用噪声x轴和y轴缩放参数控制叶片和花瓣的卷曲程度,实现了通用、高效的片状器官三维重建.同时,采用Vogel模型构建花卉的形态结构,引入基于双向反射分布函数(bidirectional reflectance distribution function,BRDF)的物理光照渲染真实感.与分形几何、Bézier曲面的对比分析结果表明,该方法在绘制草图时使用控制点少、建模效率高,且花卉模型仿真度高,渲染光照真实感强.

利用Perlin噪声生成水波面的动态模拟研究

使用Perlin噪声作为水面高度场动态变化的激励源,结合OPENGL来绘制构造水波面,依靠噪声的平滑特性来模拟水面连续动荡变化的效果。首先利用分组生成平静的模拟水面,设置索引,平滑噪声,设置顶点,导入噪声参数及水波纹理,再用叠加的perlin噪声进行扰动,不同的噪声参数可以生成不同效果的动态水波面。

基于Perlin噪声图的地理信息预测

Perlin噪声图是一种可编程纹理技术,其产生的数据具有很好的渐变连续性。因为Perlin噪声图和真实的地理信息图具有很高的相似度,所以Perlin噪声图可以用于模拟地理信息图,应用于评估地理区域信息预测方法。本文介绍了Perlin噪声图以及两种地理信息预测算法,Voronoi图和渐变Delaunay三角剖分。本文将基于Perlin噪声图设计实验,应用两种预测算法预测地理区域信息,并根据实验结果分析总结。

基于Perlin噪声的动态水面实时渲染

提出了基于Perlin噪声的动态水面实时渲染方法。采用开源场景图形系统(OpenSceneGraph)技术对水面大小以及水面周围的场景进行绘制。采用可编程管线技术,用OpenGL着色语言(GLSL)产生随机数通过余弦插值法生成不同频率的纹理再叠加生成Perlin噪声纹理。对生成的Perlin噪声纹理进行采样,得到水面的扰动情况。把水面扰动与水面反射结合起来,生成更加逼真并且实时的水面,在满足实时性的条件下大幅提高了三维场景中水面的逼真性。

基于OpenGL与Perlin噪声的3D地形仿真

随着互联网技术的革新与进步, 3D仿真技术在游戏、动漫中的应用愈发显得重要.针对随机中点位移法生成的山体缺乏较好的细节性以及失真性问题,本文提出一种基于OpenGL与Perlin噪声算法生成仿真3D地形环境的方法.传统Perlin噪声算法生成的高程图较为平缓,因此采用分形及湍流算法对高程图进行优化,可以产生明显冲突,更符合山峰的特征.针对地形图像贴图过程中出现的过渡断层现象,采用分层采样策略,使图像呈现更加自然.在光照添加的过程中,提出了多次二分平均算法计算平面法线向量,在山体光线的呈现上有更加圆滑的效果.实验结果表明,该方法可以很好地创建3D地形的三维网格,同时能够表现出良好的仿真效果.

深度卷积神经网络对Perlin噪声的敏感性研究

自动驾驶技术的安全性和可靠性问题一直是当下研究的热点,也是自动驾驶汽车实现市场普遍性应用前必须要克服的一大难题。针对当前自动驾驶领域面临的这个困境,提出一种基于Perlin噪声的攻击方法。此方法利用Perlin噪声生成自然纹理噪声来模拟自然场景下可能遇到的扰动,使神经网络的分类器发生误判,达到降低神经网络检测精度的效果。通过在3种不同结构的神经网络结构上进行测试,发现不同结构的神经网络对Perlin噪声的敏感程度不同,且量化分析噪声参数对网络稳定性的影响效果,同时证明了所提方法的可行性和泛化性,对以后研究神经网络的性能具有一定的参考意义。

基于Perlin噪声算法的海面仿真

针对随机点生成高度在海面模拟中浪尖处易失真的问题,尝试用Perlin噪声生成高度,并利用插值函数进行插值来模拟海浪。根据分辨率进行晶格的构建,计算各顶点的噪声值;通过插值函数,生成平滑的海浪。实验结果表明,该方法不仅可以高效模拟海面,而且能充分地表现海浪连续平滑的特征,解决了海浪浪尖处容易过于尖凸而出现的失真问题。

基于Perlin噪声的海浪三维仿真研究

本研究针对传统Perlin噪声算法在海浪三维仿真中存在的细节表现不足、海浪顶峰易失真等问题,提出一种利用Perlin噪声为海面高度场动态变化的激励源,并结合Unity3D进行海浪三维建模,使用高阶平滑插值函数对生成的噪声进行平滑处理、Shader Graph对海浪进行光照渲染。首先设置海面网格,生成无动态变化的海面。然后计算各顶点的噪声值,使用插值函数对生成的噪声进行平滑处理,从而生成自然平滑的海浪。最后使用可编程渲染管线对海浪模型进行光照渲染和偏移设置,得到真实形态的海浪。试验结果表明,该方法可方便快速地实现三维海浪的仿真,且海浪细节特征明显。

基于Perlin噪声及粒子系统的水面模拟

现代计算机流行的网络游戏当中对自然景物的仿真尤其受到关注,而水作为自然景物中的重要元素,对于它的仿真程度也就成为了评价一款游戏图形效果好坏的重要砝码。利用Pedin噪声生成水面高度场,采用粒子系统实现水面水花及水滴飞溅效果,在Visual C++2005环境下使用OpenGL图形接口实现与水面交互的动画效果,实验结果表明以此方法模拟动态水波满足实时性及逼真性要求。

Unity3D下一种基于Perlin噪声的地形仿真方法

针对传统随机中点位移法在地形仿真中存在的绘制过程复杂、细节表现不足、山顶处易出现失真的问题,提出一种在Unity3D下利用Perlin噪声构造分形,并对网格顶点进行位移映射进而生成地形的方法。根据设定好的分辨率构造网格,计算并叠加各顶点不同频率的噪声值构造分形,最后对网格顶点进行位移映射,生成满足要求的地形。在噪声计算过程中修改了随机梯度选取方法,可使梯度选取更具有随机性,且计算出的噪声值分布更加均匀,避免了在山顶处出现失真的现象。实验结果表明,该方法可以很方便地实现三维地形仿真,并能很好地表现地形细节特征,解决了因山顶过于尖凸出现的失真问题。

基于Perlin噪声和改进对数风廓线的随机脉冲风场建模

为减少因极端海浪和风浪引起的海事事故,提升应急响应能力,借鉴阻力模型和对数风廓线方程,避免了因空气粒子数量不足带来的额外计算量,同时考虑到要适用于大风浪场景,对数学模型进行了一定的改进。最终,提出一种基于Perlin噪声和改进对数风廓线的随机脉冲风场进行建模,分别模拟了无风条件和有风条件下海水粒子的运动状态,证明了该模型的可行性与有效性。结果表明海面高处的海水粒子受风场影响较大,容易发生波浪翻转,为基于物理模型的风浪场景建模提供理论基础。

基于JONSWAP谱的改进Gerstner海浪模型

为提高航海模拟器的沉浸感和训练效果,提出一种对海浪仿真的逼真度进行改进的方法。利用改进的Gerstner模型基于海浪谱对JONSWAP谱和方向谱进行参数提取。利用提取的参数求得满足精度要求的足够数量的单元波模型后,利用快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)进行加速计算生成高度图。通过Perlin噪声叠加分形布朗运动(fractional Brownian motion,FBM)生成Perlin噪声扰动高度图。将两种方法计算出来的高度图进行叠加融合处理。采用二分逼近法进行海浪光线渲染,实现海浪场景的仿真。实验结果表明,提出的方法在保证实时性的情况下提高了海浪仿真的真实程度,克服了传统FFT算法仿真大规模海浪三维场景重复性高的问题。

一种面向虚拟环境的真实感水波面建模算法

给出了一种新型的模拟真实感水波面的建模算法 引入Perlin噪声作为水面高度场动态变化的激励源 ,依靠噪声的平滑特性来模拟水面连续动荡变化的效果 为了避免对每个水面网格点进行噪声计算 ,使用了准均匀B样条曲面来构造水波面 ,将噪声施加于B样条曲面的特征控制点 ,间接地控制水面高度场 ,这样在不增加噪声计算量的情况下可以对水面进行高分辨率的细分 ,而B样条曲面的生成速度依靠图形硬件的加速功能得以保证 用独立于视点的CubeMap纹理映射技术模拟了水面的反射效果 ,用跟踪视向量对应的折射向量的方法模拟了折射效果 实践证明 。