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1、自然場(chǎng)景的真實(shí)感實(shí)時(shí)模擬,一直是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域研究的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。而氣象景象,如:風(fēng)、雨、霧、霾、雪、沙塵暴等,與人們的生活息息相關(guān)。其中,雪場(chǎng)景的真實(shí)感建模與實(shí)時(shí)繪制技術(shù),其研究進(jìn)展在虛擬現(xiàn)實(shí)、軍事演練、運(yùn)動(dòng)仿真、雪災(zāi)的預(yù)防和救援、影視特技及游戲設(shè)計(jì)等眾多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值。本文對(duì)雪場(chǎng)景的建模與實(shí)時(shí)繪制展開(kāi)研究,主要內(nèi)容有以下兩個(gè)方面:
1)針對(duì)現(xiàn)有方法難以同時(shí)實(shí)時(shí)生成大規(guī)模動(dòng)態(tài)雪場(chǎng)景的積雪及飄雪效果的問(wèn)題,本文提出
2、并實(shí)現(xiàn)了一種交互式大規(guī)模雪場(chǎng)景建模與實(shí)時(shí)繪制的新方法。為了精細(xì)地模擬場(chǎng)景的積雪效果,提出一種基于視點(diǎn)的自適應(yīng)降雪遮擋圖模型,該模型能在實(shí)時(shí)更新地物的遮擋關(guān)系的同時(shí),大大減少大規(guī)模雪場(chǎng)景中積雪的計(jì)算量并提高了計(jì)算精度;對(duì)于場(chǎng)景的飄雪,采用一種基于視點(diǎn)的雪粒子分層建模技術(shù)來(lái)減少雪粒子數(shù)量,將視點(diǎn)變換及降雪粒子系統(tǒng)移至GPU中進(jìn)行加速計(jì)算;采用動(dòng)態(tài)多旋轉(zhuǎn)紋理來(lái)模擬飄落雪花的形狀以增加其真實(shí)感;采用幾何與紋理混合繪制的方式以減少大場(chǎng)景的復(fù)雜度,
3、最終成功地實(shí)現(xiàn)了野外和城市兩個(gè)大規(guī)模雪場(chǎng)景的實(shí)時(shí)漫游,在場(chǎng)景中可看到壓雪累累的樹(shù)枝雪掛景象及轎車(chē)背上厚厚積雪等冬天美景。
2)雪崩是冬天山區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)的景象,對(duì)滑雪等冬季運(yùn)動(dòng)的愛(ài)好者對(duì)說(shuō)是一種災(zāi)難性的現(xiàn)象。但目前計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域?qū)Υ司跋蟮哪M卻少有涉及。為此,本文提出并實(shí)現(xiàn)了一種基于計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的實(shí)時(shí)雪崩模擬的新方法。該方法在平滑粒子動(dòng)力學(xué)(SPH)計(jì)算框架的基礎(chǔ)上,首先根據(jù)雪崩形成的物理機(jī)制,采用非牛頓流體模型對(duì)雪崩運(yùn)動(dòng)
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