本文選題：虛擬戰(zhàn)場 + 粒子系統(tǒng)��； 參考：《安徽大學(xué)》2012年碩士論文

【摘要】：隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,各行業(yè)都開始把計算機技術(shù)應(yīng)用到本行業(yè)來,虛擬現(xiàn)實技術(shù)和計算機仿真的應(yīng)用越來越廣泛,計算機動畫模擬也得到了很快的發(fā)展。計算機游戲、影視、動漫等都開始蓬勃發(fā)展起來。而另一方面,世界各國的軍事訓(xùn)練卻由于受經(jīng)濟、安全性、國際政治等各方面的制約,訓(xùn)練效果越來越差,無法滿足基本的訓(xùn)練要求,許多研制的新武器也無法應(yīng)用到日常訓(xùn)練和戰(zhàn)爭中去。因此,尋找一個行之有效的訓(xùn)練方法成了各國軍事界不遺余力的研究內(nèi)容。在這種情況下,虛擬戰(zhàn)場應(yīng)運而生。但是,人們在研究虛擬戰(zhàn)場環(huán)境時卻發(fā)現(xiàn)不規(guī)則的自然環(huán)境和特殊效果的模擬是個難題,如對云、雨、雪、煙霧等的模擬。這些不規(guī)則的物體有個共同的特點：它們的形狀不確定,沒有準確的定義。本文主要采用了基于粒子系統(tǒng)的方法對戰(zhàn)場爆炸和戰(zhàn)場火焰這兩種常見的虛擬戰(zhàn)場場景進行了模擬,主要做了以下這些工作： (1)對虛擬戰(zhàn)場環(huán)境的國內(nèi)和國外發(fā)展現(xiàn)狀進行了概述,詳細介紹了虛擬戰(zhàn)場環(huán)境的主要組成結(jié)構(gòu)和組成內(nèi)容,對國內(nèi)外學(xué)者先后提出的各種不規(guī)則物體模擬方法進行了研究和分析。 (2)深入的研究了粒子系統(tǒng)的基本原理,用數(shù)學(xué)的方法來描述粒子系統(tǒng),給出了粒子系統(tǒng)的定義,并對粒子系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)進行了闡述,詳細介紹了建立粒子系統(tǒng)模型的步驟和方法,總結(jié)了粒子系統(tǒng)的特點,對粒子系統(tǒng)中粒子的產(chǎn)生、運動、消亡三大過程都給出了詳細的說明；對OpenGL圖形開發(fā)工具進行了詳細的介紹,分別歸納了兒種關(guān)鍵技術(shù)以及操作步驟。 (3)使用粒子系統(tǒng)對虛擬戰(zhàn)場環(huán)境中的戰(zhàn)場爆炸進行了模擬,分析了爆炸的過程并總結(jié)了爆炸的特點,根據(jù)分析結(jié)果設(shè)計并建立了爆炸粒子系統(tǒng)模型,對爆炸后的受力情況進行了分析,采用粒了系統(tǒng)的繪制函數(shù)和OpenGL的色彩混合技術(shù)對爆炸進行了繪制,實現(xiàn)了戰(zhàn)場爆炸效果的模擬。 (4)對虛擬戰(zhàn)場環(huán)境中常見的火焰場景進行了模擬,建立了火焰粒子系統(tǒng)模型,定義了火焰粒子的屬性和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),并對火焰的屬性進行了設(shè)置,分析了火焰受到的各種動力,建立了各種不同的動力場,分析了各個不同的動力場里粒子的運動,根據(jù)牛頓第二定律對粒子的各個屬性進行更新,給出了火焰粒子系統(tǒng)實現(xiàn)的算法,在繪制時結(jié)合了OpenGL圖形工具的紋理映射技術(shù)和色彩混合技術(shù)增加實時性和真實感。
[Abstract]:With the development of computer technology, all industries begin to apply computer technology to the industry. Virtual reality technology and computer simulation are more and more widely used. Computer animation simulation has also been developed rapidly. Computer games, film and television, animation and so on began to flourish. On the other hand, due to the constraints of economy, security, international politics, and other aspects of military training in the world, the training results are getting worse and worse, and they are unable to meet the basic training requirements. Many of the new weapons developed could not be used in daily training and warfare. Therefore, the search for an effective training method has become the research content of military circles. In this case, the virtual battlefield came into being. However, when people study virtual battlefield environment, it is difficult to simulate irregular natural environment and special effects, such as cloud, rain, snow, smoke and so on. These irregular objects have a common feature: their shape is uncertain and there is no precise definition. In this paper, two common virtual battlefield scenes, namely battlefield explosion and battlefield flame, are simulated based on particle system. The main works are as follows: (1) the development of virtual battlefield environment at home and abroad is summarized, and the main components and contents of virtual battlefield environment are introduced in detail. The simulation methods of irregular objects put forward by scholars at home and abroad have been studied and analyzed. (2) the basic principle of particle system has been deeply studied, the particle system has been described by mathematical method, and the definition of particle system has been given. The basic structure of the particle system is expounded, the steps and methods of establishing the particle system model are introduced in detail, the characteristics of the particle system are summarized, and the generation and movement of the particles in the particle system are discussed. The three major processes of extinction are described in detail, and the OpenGL graphic development tools are introduced in detail. The key technologies and operation steps are summarized respectively. (3) the simulation of battlefield explosion in virtual battlefield environment is carried out by using particle system, and the process of explosion is analyzed and the characteristics of explosion are summarized. According to the analysis results, the model of explosive particle system is designed and established, and the force after explosion is analyzed. The drawing function of the system and the color mixing technique of OpenGL are used to draw the explosion. The simulation of battlefield explosion effect is realized. (4) the common flame scene in virtual battlefield environment is simulated, the flame particle system model is established, and the properties and data structure of flame particle are defined. The properties of the flame are set up, all kinds of dynamic forces are analyzed, various dynamic fields are established, the motion of particles in each dynamic field is analyzed, and the properties of the particles are updated according to Newton's second law. The algorithm of Flame Particle system (FPS) implementation is presented, which combines the texture mapping technology of OpenGL graphics tool and the color mixing technology to increase the real-time and realism.
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TP391.9

【參考文獻】

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本文編號：2091347