基于粒子系統(tǒng)的三維云模擬方法及其研究.pdf

1、在計算機圖形學(xué)中非規(guī)則物體的模擬仿真一直占有著重要的作用,也是計算機圖形學(xué)中的重要研究方向。從計算機圖形學(xué)產(chǎn)生到發(fā)展至今國內(nèi)外的研究人員通過不斷的研究和實踐檢測從而提出了多種的非規(guī)則物體模擬仿真的建模方法,目前非規(guī)則物體的模擬仿真按建模方法的不同,主要分為粒子系統(tǒng),過程紋理函數(shù),物理過程,應(yīng)用分形幾何技術(shù)模擬非規(guī)則物體,使用L—系統(tǒng)進行有限次迭代,使用公告板技術(shù)模擬非規(guī)則物體幾種方法。
　　 按照上面提出的六種建模方法中的每一種

2、都可以模擬出十分真實的云霧模型,但是無論單獨使用哪一種建模方式最終模擬生成的云霧模型它本身的形狀都是隨機生成的,或者只是模擬出自然界中特定的某種單一的云霧,如果希望模擬生成多種不同類型的云模型,比如同時生成由卷積云和層云相結(jié)合的模型就需要使用多種建模方式相結(jié)合的方法。當(dāng)然基于目前的技術(shù)使用物理過程的方法可以同時模擬生成出多種不同類型的云模型,能夠在結(jié)果中產(chǎn)生出不同種類的云相結(jié)合的模型,但這需要消耗龐大的時間和空間,而目前的計算機技術(shù)以及

3、對應(yīng)的工作平臺還不能充分滿足這樣的要求。因此在本文中作者通過自己的實踐和研究提出了一種基于計算機視覺技術(shù)應(yīng)用粒子系統(tǒng)建模方式模擬三維云模型的方法。使用這種方法可以模擬出自然界中存在的多種不同類型的云,使它們可以同時存在在建立的云霧模型當(dāng)中。這種建模方式的基本過程是首先應(yīng)用計算機視覺技術(shù)在實地拍攝的不同種類云的圖片中提取出其各自的三維輪廓,然后使用粒子系統(tǒng)技術(shù)將這些三維輪廓進行填充。在具體的操作過程中,我們首先是在云圖中提取出不同種類的云

4、的二維形狀;然后應(yīng)用計算機視覺技術(shù)將這些二維的云霧輪廓擴充到三維的空間生成一個存在在三維空間當(dāng)中的云模型;最后使用粒子系統(tǒng)的方法將該三維空間填滿。在這一過中所填充的每個粒子都應(yīng)該具有透明度、顏色、密度和半徑等屬性,而在后期的修補當(dāng)中通過調(diào)整云粒子的不同屬性,最終產(chǎn)生出不同種類的云的模擬效果。
　　 本文應(yīng)用粒子系統(tǒng)與紋理過程函數(shù)相結(jié)合的方法對自然景物中的云霧模型進行模擬,在具體的模型繪制過程中應(yīng)用紋理映射和Billboard技術(shù)