粒子系統(tǒng)在虛擬環(huán)境中的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn).pdf

1、在快速準(zhǔn)確地生成各種虛擬地理環(huán)境的時候，通常要模擬場景中的各種靜態(tài)和動態(tài)特殊效果，其中包括云霧、雨雪、水流、地形、樹木、灰塵等，從而增強(qiáng)虛擬場景的真實(shí)感。而這些特殊效果從形狀和狀態(tài)上來說是不規(guī)則的，如果運(yùn)用傳統(tǒng)的幾何學(xué)理論很難比較真實(shí)地實(shí)現(xiàn)這些對象，而且計(jì)算量比較大，生成速度慢。近年來迅速發(fā)展的粒子系統(tǒng)方法能很好地解決不規(guī)則形態(tài)物體的仿真建模問題，本文在認(rèn)真分析和總結(jié)前人相關(guān)工作的基礎(chǔ)上，從圖形模擬的角度出發(fā)，以真實(shí)感和實(shí)時性為目標(biāo)，重

2、點(diǎn)針對機(jī)動車運(yùn)動過程中所產(chǎn)生的灰塵這種特殊效果，構(gòu)建其運(yùn)動模型，利用粒子系統(tǒng)的方法實(shí)現(xiàn)了灰塵效果以及雨雪效果。
　　在交互式圖形系統(tǒng)中模擬灰塵這種效果是非常有用的，目前對動態(tài)灰塵模型仍然沒有公開的模型。本文通過分析灰塵產(chǎn)生的物理過程和影響灰塵產(chǎn)生的因素，探討了粒子系統(tǒng)的基本理論，考慮到虛擬場景實(shí)時顯示的需要，研究了粒子系統(tǒng)的快速顯示算法，提出了提高粒子系統(tǒng)實(shí)時性的簡化方法和粒子系統(tǒng)真實(shí)感的關(guān)鍵技術(shù)。構(gòu)建虛擬環(huán)境平臺，包括機(jī)動車和天

3、空模型，概述了虛擬地形的建模方法和算法，總結(jié)了OpenGL的使用技巧。根據(jù)虛擬環(huán)境特殊效應(yīng)地需要，對灰塵粒子的產(chǎn)生的物理過程進(jìn)行了細(xì)致的分析歸納，提出了基于物理過程的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，并以VC++和OpenGL為平臺實(shí)現(xiàn)了灰塵效果。
　　雨雪是自然界的常見現(xiàn)象也是虛擬場景中必不可少的一部分，已經(jīng)有很多這方面的研究，本文在滿足真實(shí)感需求的基礎(chǔ)上，以實(shí)時性為出發(fā)點(diǎn)，使用面圖元構(gòu)建粒子，控制粒子產(chǎn)生的區(qū)域和產(chǎn)生的數(shù)量，利用有限的粒子來達(dá)到顯示效