基于粒子系統的動態(tài)仿真.pdf

1、動態(tài)場景的模擬是計算機圖形學中的一個熱點分支。它被廣泛應用到電視廣告，實時渲染，3D動畫和游戲，裝潢設計，虛擬場景等。它以其獨特的魅力在信息社會中起著重要的作用。一些自然景觀的形狀，如火焰，河流，瀑布，雨，雪，霧等，每時每刻隨機的發(fā)生著變化。這一類動態(tài)現象很難使用傳統方法建模與模擬。所以模擬動態(tài)物體也是一個極具挑戰(zhàn)性的任務。一般來說，有兩種建模方法。一種是直接解偏微分方程的方法（比如N-S方程）。由于必須要采用數值方法，所以一般來說這種

2、方法是非常耗時的。另一種方法就是使用粒子系統方法建模。就目前而言，粒子系統被看作是模擬不規(guī)則動態(tài)物體中最成功的方法。粒子系統將模擬的對象看成一組相互制約的粒子，它可以利用非常簡單的體素來構造不規(guī)則的物體，而不是用傳統的線、曲面或者多邊形來再現自然景物，同時粒子系統具有簡單、快速、實時的特點，在模擬不規(guī)則物體方面有著獨特的優(yōu)勢。本文主要采用了基于粒子系統的方法對虛擬場景中噴泉以及導彈的發(fā)射過程進行了模擬，主要做了以下工作:
　　

3、(1)闡述了該課題的研究背景、目的及意義，對國內外學者利用粒子系統原理模擬不規(guī)則物體所取得的成果進行了概述。
　　 (2)介紹了文中所用到相關理論知識和技術——計算機圖形學知識和OpenGL圖形開發(fā)工具。計算機圖形學方面，主要介紹了其研究內容及一些應用舉例。OpenGL圖形開發(fā)工具方面，主要介紹了其功能及主要工作流程。
　　 (3)深入地研究了粒子系統的基本原理，用數學的方法來描述粒子系統，并對粒子系統的基本結構進行了闡

4、述，詳細介紹了建立粒子系統模型的步驟和方法，總結了粒子系統的特點，對粒子系統中粒子的產生、運動、消亡三大過程都給出了詳細的說明。
　　 (4)基于粒子系統提出了一種模擬噴泉的方法，分析了噴泉粒子的運動過程，再分別介紹了粒子的生成、運動、刪除，最后采用粒子系統的繪制函數和OpenGL的紋理映射技術進行了繪制，實現了對噴泉的模擬。
　　 (5)對導彈的發(fā)射飛行過程進行了模擬，其中包括彈體的繪制、尾焰的繪制、爆炸碎片的繪制，尤