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。

基于分枝类型和空间点的三维树木建模方法

生成图形相似性太强和不易局部控制是目前主流植物建模方法存在的共同不足之处,基于指定树木的分枝类型和空间的随机分布点,提出了一种新的树木建模方法,克服了目前树木建模方法的上述缺陷;同时,该方法还能简便地进一步控制树木枝条的稀疏密集和光顺程度。实验结果表明,该方法生成的图形逼真、自然,为树木建模提供了一种新的思路。

基于GPU的风中树木物理动画

采用非均匀梁作为树枝物理模型,分析了梁的弯曲效应,推导出挠度曲线表达式,并对其运用多项式最小二乘法拟合,将拟合后的简洁表达式预计算于纹理中,有效降低了实时计算量。为平衡CPU与GPU的负载,设计了分层次的树木结构模型,将力学分析计算转移到GPU上进行,同时避免了将树枝分段计算导致段间断裂现象及分段过大引起模拟效果过于粗糙的缺点。实验表明,该方法能完全实时、真实地模拟出风中树木动画的物理效果,解决了目前树木物理动画速度太慢不能实时模拟的不足。