材質相關的燃燒火焰特效渲染技術研究.pdf

1、材質相關的燃燒火焰特效渲染技術研究申請上海交通大學工程碩士學位論文材質材質相關的燃燒火焰特效相關的燃燒火焰特效渲染技術研究渲染技術研究學校代碼：10248作者姓名：張昺琰學號：1100379152第一導師：肖雙九第二導師：吳明道學科專業(yè)：軟件工程答辯日期：2015.7.14上海交通大學軟件學院2015年6月材質相關的燃燒火焰特效渲染技術研究I材質材質相關的燃燒火焰特效相關的燃燒火焰特效渲染技術研究渲染技術研究摘要煙、火、云這一類的不規(guī)則

2、自然景物模擬，一直都是計算機圖形學領域的一個熱門研究課題，在虛擬現實、游戲動畫、影視廣告中都有著廣泛的應用。受環(huán)境影響，它們的外形隨機變化，顏色也各不相同，很難用傳統(tǒng)的視頻技術去建模和實現。隨著近年來研究的不斷深入，各種模擬和渲染方法不斷涌現，其中粒子系統(tǒng)被普遍認為是最為成功的一種生成算法。本文的研究工作就是基于粒子系統(tǒng)，對不同材質燃燒產生的火焰特效進行模擬。縱觀目前火焰模擬的研究成果，多數設計軟件中火焰仍是一個大概念的物體類型，沒有具

3、體細分，參數龐大復雜，導致在實現時往往需要長時間的比選調試參數，反復渲染，導致耗時過長。視覺效果上，大多數后期處理軟件的火焰模擬器，效果普遍比較單一、呆板。運用MAYA等三維軟件的粒子系統(tǒng)進行渲染，得到的火焰效果雖然逼真度較高，但是往往因為計算量大而導致渲染速度緩慢。針對上述問題，本文主要研究工作和成果包括：（1）本文根據可燃物材質的不同對火焰進行分類，并提出了以形狀、顏色、紊亂三個主要視覺特征進行描述。通過研究不同類別可燃物的物化特性

4、和燃燒機理，觀察和分析不同材質燃燒產生火焰的視覺特征并分類整理。（2）在理論研究的基礎上，提出了單材質燃燒火焰的模擬方法。通過分析不同類型火焰在顏色、形狀、紊亂三個方面的視覺特征差異，從而確定主導參數。提出各特征效果的計算機實現方法及該方法下考慮設置的合理參數范圍，繼而利用AfterEffects中的粒子系統(tǒng)實現不同類型火焰的渲染。最終把各類型材質火焰的渲染整理成一系列AE腳本，制作時可以直接調用，操作簡單，渲染速度快，效果逼真度高。（