虛擬環(huán)境中瀑布的實(shí)時(shí)繪制方法研究.pdf

1、自然景物的模擬一直是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的熱門(mén)研究課題，其應(yīng)用范圍很廣，包括影視廣告、實(shí)時(shí)繪制、3D游戲、裝潢設(shè)計(jì)、虛擬場(chǎng)景等各種領(lǐng)域，以其獨(dú)特的魅力在信息化社會(huì)中占據(jù)著重要的位置。然而，大多數(shù)自然景物的外形是隨機(jī)變化的，如：火焰、浪花、河流、瀑布、雨雪、煙霧等，很難用常規(guī)的建模方法及模擬技術(shù)來(lái)描述，因此自然景物的模擬也是具有挑戰(zhàn)性的課題。 本課題以瀑布場(chǎng)景作為模擬的對(duì)象，以粒子系統(tǒng)作為基本建模方法來(lái)表現(xiàn)其運(yùn)動(dòng)的隨機(jī)性和動(dòng)態(tài)性特點(diǎn)，并

2、且模擬了粒子與障礙物的碰撞效果。首先，本文對(duì)目前國(guó)內(nèi)外通用的流體模擬方法做了概述，對(duì)粒子系統(tǒng)和碰撞檢測(cè)技術(shù)在水流模擬上的應(yīng)用進(jìn)行了討論；通過(guò)將瀑布水流的屬性參數(shù)化，建立了一個(gè)基于粒子系統(tǒng)和動(dòng)力學(xué)原理的參數(shù)化的瀑布水流運(yùn)動(dòng)模型，并對(duì)粒子的參數(shù)特性進(jìn)行了詳細(xì)的定義；通過(guò)分析瀑布水流粒子系統(tǒng)和通用的層次包圍盒技術(shù)的特點(diǎn)，提出了加速水粒子與障礙物碰撞檢測(cè)的方法，該方法基于AABB層次包圍盒技術(shù)，并且根據(jù)水流運(yùn)動(dòng)的方向性，剔除了不會(huì)發(fā)生碰撞的障礙

3、物的邊面：利用專(zhuān)業(yè)建模軟件實(shí)現(xiàn)地形及障礙物等靜態(tài)模型的建模，通過(guò)編程讀取模型并在場(chǎng)景中繪制出來(lái)；使用網(wǎng)格模擬了水面，并通過(guò)實(shí)時(shí)改變網(wǎng)格頂點(diǎn)坐標(biāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)水面的波動(dòng)效果；此外還加入了天空、光照和霧化等效果來(lái)增加場(chǎng)景的真實(shí)感。 本文基于Visual C++編程環(huán)境及OpenGL標(biāo)準(zhǔn)圖形庫(kù)設(shè)計(jì)了一個(gè)瀑布場(chǎng)景的演示系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了瀑布的動(dòng)態(tài)繪制，其運(yùn)動(dòng)和外觀效果真實(shí)，在普通的PC機(jī)上獲得了實(shí)時(shí)的繪制速度。用戶可以在調(diào)整參數(shù)的同時(shí)觀察到瀑布水流運(yùn)