基于粒子系統(tǒng)的煙花仿真與實現(xiàn).pdf

1、隨著計算機圖形技術的飛速發(fā)展，計算機圖形學已經(jīng)成為了快速、經(jīng)濟地生成圖形，處理圖形的有力工具。用計算機生成真實感圖形一直是計算機圖形學中最具有挑戰(zhàn)性的研究方向之一，其中，不規(guī)則物體的建模是該領域的研究重點和難點。在不規(guī)則物體建模方法中，粒子系統(tǒng)方法被公認為是最成功一種圖形生成算法之一，并得到了深入的研究和廣泛的應用?；诩毎詣訖C的模型，其機構比較簡單，單組和效果復雜，變化規(guī)則可以通過布爾運算來表示，從而節(jié)省了內存，提高了速度，有利于云

2、團、氣流的簡單場景的模擬。 生成客觀世界真實感圖形的關鍵是建立恰當?shù)哪Ｐ汀Ｔ谔摂M環(huán)境中，有一類不規(guī)則物體，即特殊效果(如煙霧、火焰、碎片等)，它們具有不光滑性、不確定性、不規(guī)則性以及運動變化性，而且這種變化是極其復雜、混亂的，并受到周圍環(huán)境的影響，不可能精確的描述它們，對它們的研究十分困難。然而這些效果卻是某些虛擬場景(如虛擬戰(zhàn)場)中必不可少的組成部分，因此對不規(guī)則運動物體的建模理論及其真實感圖形生成算法的研究成為計算機圖形學中

3、的難點之一。盡管如此，在對不規(guī)則物體的研究上，國內外學者一直在努力探索，并取得了一些成果。 自然景物的模擬是一個不斷逼近真實視覺效果的過程。所謂真實效果，就是要在計算機上模擬真實景物存在的環(huán)境因素，最重要的是景物在自然環(huán)境中的受力分析，從最基本的重力影響，到環(huán)境中的風力、溫度、空氣的浮力等等對景物的運動效果都會產(chǎn)生至關重要的影響。本次研究，采用粒子系統(tǒng)方法模擬煙花在自然環(huán)境中綻放的效果，在粒子運動過程中，考慮煙花燃放過程中的風力

4、、空氣浮力、溫度對煙花效果的影響，根據(jù)牛頓第二定律，模擬煙花粒子在綜合力場中的運動，建立綜合力場中煙花粒子的運動模型，并將其在計算機上實現(xiàn)。產(chǎn)生的煙花效果隨風力、溫度的不同而發(fā)生變化，仿真效果更加生動逼真。 自然景物的生成與模擬一直是計算機圖形學和動畫研究中的熱門課題，其中煙花等的模擬更具有挑戰(zhàn)性。粒子系統(tǒng)方法具有良好的隨機性和動態(tài)性，是動畫研究中的有力工具。細胞自動機固有的組成單元的簡單性，單元之間作用的局部性和信息處理的高度