本文關(guān)鍵詞：基于粒子系統(tǒng)的動態(tài)虛擬噴泉模擬，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域中一個極為重要的研究學(xué)科。其中,動態(tài)景物的模擬是計(jì)算機(jī)真實(shí)感領(lǐng)域和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的熱門研究課題,具有巨大的應(yīng)用價值,如動漫、3D游戲、地理勘探、電影廣告、建筑設(shè)計(jì)等各種領(lǐng)域。近年來,自然景物的模擬漸漸成為動態(tài)景物研究的熱點(diǎn)。但大部分的自然景物具有復(fù)雜的形態(tài)和不規(guī)律的運(yùn)動狀態(tài),如湍流的瀑布、綻放的煙花、波動的海浪以及水花四濺的噴泉等。由于這些不規(guī)則的動態(tài)景物難以用傳統(tǒng)建模的方法實(shí)現(xiàn),因此如何模擬動態(tài)景物是極具挑戰(zhàn)性的課題。粒子系統(tǒng)是公認(rèn)的用來模擬動態(tài)不規(guī)則景物最好的方法。本文以三維噴泉為模擬對象,以通用性和靈活性為出發(fā)點(diǎn),基于粒子系統(tǒng)理論的基本思想,提出了依據(jù)景物特征構(gòu)建其三維抽象模型的方法。首先,本文系統(tǒng)闡述了動態(tài)自然景物模擬的背景及研究的重要性,給出了研究的目的和意義,并指出本文研究的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)。然后,綜述性介紹粒子系統(tǒng)的一些理論和相關(guān)技術(shù)。其次,分析噴泉運(yùn)動形態(tài),提出用粒子系統(tǒng)模擬虛擬噴泉的方案,并定義噴泉粒子的初始屬性、動態(tài)屬性及材質(zhì),引入外界干擾因素如風(fēng)力和重力的影響,完成噴泉從噴出到下落的整個拋物線運(yùn)動過程。接著,分析噴泉噴池外觀形態(tài),提出NURBS建模中的CV曲線方式生成噴池模型,并引入碰撞機(jī)制完成噴泉粒子與噴池碰撞后的粒子再生運(yùn)動,增加畫面真實(shí)感。提出等參線補(bǔ)缺方法快速解決邊緣不連接問題。對比四邊形繪制,提出線性繪制方式繪制粒子的運(yùn)動過程,提高系統(tǒng)實(shí)時性。用相位移位技術(shù)和湍流場繪制水面波動的效果,增加場景沉浸感。為使噴泉形態(tài)更加豐富多彩,提出通過顏色通道的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)彩色噴泉模擬的方法。最后,通過Maya軟件完成通用性強(qiáng)、真實(shí)度高、功能多樣化的三維動態(tài)虛擬噴泉模擬。
【關(guān)鍵詞】：粒子系統(tǒng) 噴泉模擬 線性繪制 相位移位 彩色噴泉
【學(xué)位授予單位】：浙江工商大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP391.41
【目錄】：

• 摘要2-4
• ABSTRACT4-10
• 1 緒論10-17
• 1.1 課題背景及研究意義10-11
• 1.1.1 課題研究的背景10-11
• 1.1.2 論文研究的意義11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 粒子系統(tǒng)國外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 粒子系統(tǒng)國內(nèi)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本文研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)15-16
• 1.4 論文的組織結(jié)構(gòu)16-17
• 2 粒子系統(tǒng)技術(shù)概論17-30
• 2.1 粒子系統(tǒng)概念17
• 2.2 粒子系統(tǒng)基本原理17-18
• 2.3 粒子系統(tǒng)的特點(diǎn)18
• 2.4 粒子系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)18-19
• 2.5 粒子系統(tǒng)的形式描述19
• 2.6 生成粒子系統(tǒng)的基本步驟19-20
• 2.7 粒子的產(chǎn)生20-29
• 2.7.1 粒子產(chǎn)生的空間20-21
• 2.7.2 粒子產(chǎn)生的時間及數(shù)量21-23
• 2.7.3 粒子屬性23-25
• 2.7.4 粒子的運(yùn)動狀態(tài)25-27
• 2.7.5 粒子的消亡27-28
• 2.7.6 粒子的繪制28-29
• 2.8 本章小結(jié)29-30
• 3 噴泉效果的模擬30-47
• 3.1 流體動力學(xué)30-32
• 3.2 流體運(yùn)動學(xué)描述32-37
• 3.2.1 拉格朗日方法33-34
• 3.2.2 歐拉方法34-36
• 3.2.3 隨機(jī)過程方法36-37
• 3.3 噴泉粒子空間坐標(biāo)系的建立37-38
• 3.4 噴泉模型的定義38-40
• 3.5 噴泉粒子的產(chǎn)生40-44
• 3.6 噴泉粒子的消亡44-45
• 3.7 噴泉粒子的繪制45-46
• 3.8 本章小結(jié)46-47
• 4 噴泉模擬效果的改進(jìn)47-58
• 4.1 噴池建模的改進(jìn)47-49
• 4.2 邊緣連接方法的改進(jìn)49-50
• 4.3 噴泉粒子與噴池碰撞的模擬50-53
• 4.4 繪制方式的改進(jìn)53-54
• 4.5 水面水波的模擬54-56
• 4.5.1 水波模擬的研究現(xiàn)狀54
• 4.5.2 相位移位技術(shù)54-55
• 4.5.3 湍流場55-56
• 4.6 彩色噴泉效果的模擬56-57
• 4.7 本章小結(jié)57-58
• 5 噴泉系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)58-66
• 5.1 實(shí)驗(yàn)平臺簡介58
• 5.2 噴泉粒子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)58-60
• 5.3 噴泉粒子系統(tǒng)繪制流程60
• 5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析60-64
• 5.5 本章小結(jié)64-66
• 6 總結(jié)和展望66-68
• 6.1 本文工作總結(jié)66-67
• 6.2 未來工作的展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目和科研成果72-73
• 致謝73-74

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 羅勇;文建國;;面向?qū)ο蟮耐ㄓ昧Ｗ酉到y(tǒng)設(shè)計(jì)及其在火焰模擬中的應(yīng)用[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2008年15期

  本文關(guān)鍵詞：基于粒子系統(tǒng)的動態(tài)虛擬噴泉模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：496528