基于粒子系統(tǒng)的動態(tài)虛擬噴泉模擬.pdf

1、計算機(jī)圖形學(xué)是計算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域中一個極為重要的研究學(xué)科。其中，動態(tài)景物的模擬是計算機(jī)真實感領(lǐng)域和虛擬現(xiàn)實技術(shù)的熱門研究課題，具有巨大的應(yīng)用價值，如動漫、3D游戲、地理勘探、電影廣告、建筑設(shè)計等各種領(lǐng)域。近年來，自然景物的模擬漸漸成為動態(tài)景物研究的熱點。但大部分的自然景物具有復(fù)雜的形態(tài)和不規(guī)律的運動狀態(tài)，如湍流的瀑布、綻放的煙花、波動的海浪以及水花四濺的噴泉等。由于這些不規(guī)則的動態(tài)景物難以用傳統(tǒng)建模的方法實現(xiàn)，因此如何模擬動態(tài)景物是極具挑戰(zhàn)

2、性的課題。
　　粒子系統(tǒng)是公認(rèn)的用來模擬動態(tài)不規(guī)則景物最好的方法。本文以三維噴泉為模擬對象，以通用性和靈活性為出發(fā)點，基于粒子系統(tǒng)理論的基本思想，提出了依據(jù)景物特征構(gòu)建其三維抽象模型的方法。
　　首先，本文系統(tǒng)闡述了動態(tài)自然景物模擬的背景及研究的重要性，給出了研究的目的和意義，并指出本文研究的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點。然后，綜述性介紹粒子系統(tǒng)的一些理論和相關(guān)技術(shù)。
　　其次，分析噴泉運動形態(tài)，提出用粒子系統(tǒng)模擬虛擬噴泉的方案，

3、并定義噴泉粒子的初始屬性、動態(tài)屬性及材質(zhì)，引入外界干擾因素如風(fēng)力和重力的影響，完成噴泉從噴出到下落的整個拋物線運動過程。
　　接著，分析噴泉噴池外觀形態(tài)，提出NURBS建模中的CV曲線方式生成噴池模型，并引入碰撞機(jī)制完成噴泉粒子與噴池碰撞后的粒子再生運動，增加畫面真實感。提出等參線補(bǔ)缺方法快速解決邊緣不連接問題。對比四邊形繪制，提出線性繪制方式繪制粒子的運動過程，提高系統(tǒng)實時性。用相位移位技術(shù)和湍流場繪制水面波動的效果，增加場景沉