基于OpenGL的流體動畫模擬研究.pdf

1、近十幾年來，隨著影視動畫、虛擬現(xiàn)實、數字娛樂和計算機游戲等領域的不斷發(fā)展壯大，計算機動畫技術在這些產業(yè)的推動下也有著巨大進步，而且隨著時代的發(fā)展，這一技術將會越來越多的走進人們生活的各個方面。近幾年來對流體如云、霧、煙、火、雨、水、禮花等進行模擬，已經成為計算機圖形學領域的研究熱點。而基于物理的自然景物模擬是人們研究的熱點方向，它通過探索真實世界中自然現(xiàn)象的物理本質，利用計算機為物體建立精確的運動模型，從而更加逼真的表現(xiàn)物體的形象和運動

2、。由于自然現(xiàn)象的形成和運動受到許多規(guī)律的控制，在這些規(guī)律共同作用和影響下，真實準確的用物理方程將其描述出來是非常困難的。雖然現(xiàn)在計算機的處理速度已經非?？炝耍菍τ谔幚磉@么多復雜的方程，這樣大的數據量，還是有些困難。所以基于物理的計算機動畫總是存在耗時嚴重的問題，滿足不了許多對時間要求較高的圖形學應用領域的要求。 本文以流體動畫模擬作為研究目標，試圖在模擬的真實感和效率之間尋求一個良好的平衡點，在損失一定逼真度的情況下達到較好

3、的實時性，滿足個別對真實感要求較低，而對顯示效率要求略高的游戲的要求。本文對這一課題的研究主要集中在以下兩個方面：第一，設計了基于動態(tài)云的實時動畫模擬。與用分形、隱函數、Perlin Noise、粒子系統(tǒng)等方法相比，本文根據云沒有固定的形狀和顏色并且運動速度和方向比較自由等特點，采用了更簡單的二維紋理圖片，通過重復紋理映射技術、縮放、平移及霧化等變換方法實現(xiàn)了對三維云的模擬。其優(yōu)點是算法簡單，容易實現(xiàn)，占用資源少。第二，采用一種非嚴格的