【摘要】：隨著計算機技術及空間建模技術的迅猛發(fā)展,動態(tài)三維場景建模成為當前計算機圖形學、虛擬現(xiàn)實技術(VR)、3D游戲等領域的研究熱點。一方面,隨著用戶需求的不斷提高,高質(zhì)量的動態(tài)仿真效果成為提升用戶體驗的關鍵技術之一。另一方面,隨著軍事仿真、三維建模技術的不斷完善,真實火焰模型構建成為可以實現(xiàn)的技術,因此建立交互式三維可視化動態(tài)火焰己經(jīng)成為可視化領域的共同期望。本文從不同火焰的造型方法入手,深入探究火焰模擬方法的原理,提出一種基于粒子系統(tǒng)的三維交互式導彈尾焰模擬方法。在研究過程中,本文重點研究火焰模型的建模特點,結合相應的場景模式。研究主要內(nèi)容如下:第一步,分析現(xiàn)有的主要火焰建模方法,根據(jù)不同的運動控制特點及火焰成型方式對分形法、構造法、網(wǎng)格法及拉格朗日法的求解步驟進行具體分析。重點介紹粒子系統(tǒng)的原理及主要模塊,分析粒子控制流程,總結粒子方法對整體實驗的貢獻。第二步,根據(jù)本文提出的思想,對流體力學方程優(yōu)化求解,并對整體的流程進行具體的分析,在流體力學理論基礎上對粒子的運動加以控制,使其滿足流體運動規(guī)律,從而實現(xiàn)物理火焰模型的構建。采用粒子系統(tǒng)對火焰進行模擬,從粒子初始化、粒子發(fā)射、粒子控制、紋理映射四個方面對整個三維火焰模型進行控制。第三步,引入三維漫游系統(tǒng)構建方法,利用大型三維游戲中常用的天空盒技術進行場景布局,并加入相機漫游系統(tǒng)實現(xiàn)人機交互。在此基礎上導入MilkShape3D導彈數(shù)據(jù)模型,將模型與場景無縫連接,為三維導彈尾焰的噴射過程創(chuàng)造匹配的環(huán)境條件。最后,對系統(tǒng)的框架進行詳細的闡述,將模擬結果與真實導彈尾焰進行對比,并在此基礎上將本文與其它相關研究的結果進行量化對比,對比實驗結果,本文方法顯著提高了繪制效率。對實驗數(shù)據(jù)的產(chǎn)生原因、數(shù)據(jù)結果進行分析,總結實驗的優(yōu)點和不足。
【圖文】：

圖 1.1 文獻[9]火團造型眾所周知，有機物在空氣中不充分燃燒會產(chǎn)生大量的煙霧現(xiàn)象，在爆炸、潮濕的中更為顯著，因此煙霧建模是火焰模型研究的重要分支，在一些火焰仿真中加入精煙霧彌漫現(xiàn)象能夠大幅度提高火焰模型的真實感，進而從細節(jié)層次上把握燃燒這一

境中更為顯著，因此煙霧建模是火焰模型研究的重要分支，在一些火焰仿真中加入精確的煙霧彌漫現(xiàn)象能夠大幅度提高火焰模型的真實感，進而從細節(jié)層次上把握燃燒這一復雜運動現(xiàn)象的精髓。圖 1.2 為文獻[24]中的爆炸煙霧模型，，研究使用 180×260×180 網(wǎng)格，粒子數(shù)為 6000，圖中由左至右依次為煙霧隨時間變化產(chǎn)生的擴散現(xiàn)象，該方法在煙霧中加入了陰影效果，能夠實現(xiàn)視覺上的以假亂真。圖 1.2 文獻[24]中的煙霧擴散模型圖 1.3 中顯示的是核彈爆炸過程中的蘑菇云效果圖，建模使用 CG（C For Graphic）高級編程語言，代碼具有良好的通用性和可移植性。從圖中可以看出火團在不同的區(qū)域
【學位授予單位】：東北師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TJ760;TP391.9

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本文編號：2626337