基于粒子系統(tǒng)的不規(guī)則物體模擬及其可視化.pdf

1、在日常生活中，不規(guī)則物體是一類比較特殊的物體，它們沒有固定的外觀形狀，人們可以很容易的指認(rèn)這些物體，卻總是不能準(zhǔn)確地給出這些物體的統(tǒng)一定義，因此不規(guī)則物體模擬是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的難點(diǎn)和熱點(diǎn)，不規(guī)則物體模擬技術(shù)的進(jìn)步對(duì)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)動(dòng)畫技術(shù)的發(fā)展均具有重大的意義。目前，已經(jīng)出現(xiàn)了多種不規(guī)則物體模擬技術(shù)，其中粒子系統(tǒng)被認(rèn)為是一種比較成功的方法，受到了廣泛的關(guān)注和研究，本文使用粒子系統(tǒng)和OpenGL可視化技術(shù)對(duì)兩種比較有代表性的不規(guī)

2、則物體—水滴濺落和火焰進(jìn)行了模擬，主要做了以下工作：
　　 ⑴對(duì)現(xiàn)有不規(guī)則物體模擬技術(shù)和現(xiàn)狀進(jìn)行了分析陳述。
　　 ⑵深入研究了粒子系統(tǒng)的基本思想和方法，對(duì)生成粒子系統(tǒng)的方法進(jìn)行了詳細(xì)的歸納和總結(jié)，對(duì)使用OpenGL實(shí)現(xiàn)可視化的一些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了介紹。
　　 ⑶首次使用粒子系統(tǒng)模擬了水滴濺落這一不規(guī)則自然現(xiàn)象，通過對(duì)水滴濺落過程的分析，使用粒子系統(tǒng)建模方法，建立了水滴濺落的粒子系統(tǒng)模型，使用OpenGL繪制技術(shù)實(shí)

3、現(xiàn)了水滴形態(tài)的繪制和水滴粒子飛濺過程的可視化。整個(gè)模型的關(guān)鍵在于控制水滴粒子破碎飛濺的方向和水滴形狀的構(gòu)造以及可視化，文中充分利用了隨機(jī)過程，實(shí)現(xiàn)了粒子飛濺方向的任意性，通過繪制大小動(dòng)態(tài)變化的圖元實(shí)現(xiàn)了水滴形狀的構(gòu)造。
　　 ⑷ 本文在火焰模擬方面做了大量的工作，使用粒子系統(tǒng)建模方法，通過對(duì)靜態(tài)火焰燃燒的觀察和分析，提取出了靜態(tài)燃燒火焰的主要外觀特征和運(yùn)動(dòng)特性，建立了火焰的基本燃燒模型，設(shè)計(jì)了一種火焰粒子系統(tǒng)，模擬了幾種不同的動(dòng)

4、態(tài)火焰。文中通過建立上升運(yùn)動(dòng)場(chǎng)和側(cè)向運(yùn)動(dòng)場(chǎng)模擬了火焰燃燒時(shí)的擾動(dòng)特征，結(jié)合粒子的透明度和生命值模擬了火焰外觀的變化，成功地模擬了靜態(tài)燃燒的火焰，之后應(yīng)用靜態(tài)燃燒火焰的基本模型，通過建立簡(jiǎn)單的二維風(fēng)場(chǎng)，模擬了風(fēng)場(chǎng)中火焰的燃燒情況，通過控制火焰粒子發(fā)射的位置和每次發(fā)射的粒子數(shù)量模擬了液化氣灶的火焰和大規(guī)模火焰燃燒蔓延的過程，建立了大規(guī)模燃燒火焰的發(fā)射粒子數(shù)和燃燒半徑之間的動(dòng)態(tài)聯(lián)系。
　　 ⑸另外本文在WindowsXP環(huán)境下，使用V