基于分布函數(shù)的空天場(chǎng)景中各向異性散射云的模擬與繪制.pdf

1、受?chē)?guó)家“863”計(jì)劃項(xiàng)目“空天XXXX”的資助，研究空天戰(zhàn)場(chǎng)的仿真。本文是該項(xiàng)目的子課題，研究空天漫游系統(tǒng)中云的建模與繪制。云作為空天戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的重要組成部分，對(duì)環(huán)境模擬結(jié)果的真實(shí)性有很重要的影響。然而空天戰(zhàn)場(chǎng)仿真是一個(gè)巨大而復(fù)雜的系統(tǒng)，有很多的構(gòu)成要素，云的仿真必須占用很少的資源；由于云形成的物理過(guò)程極其復(fù)雜且形狀變化多樣，因此模擬出滿(mǎn)足空天戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中形狀多樣且實(shí)時(shí)性高的云就顯得非常的有意義。
　　首先，針對(duì)粒子系統(tǒng)模擬云實(shí)時(shí)性低

2、的問(wèn)題，提出使用分布函數(shù)的云建模方法，通過(guò)設(shè)置不同分布函數(shù)控制粒子屬性，使用軌跡函數(shù)控制粒子消亡從而控制云的形狀，解決粒子系統(tǒng)建模過(guò)程中由于粒子數(shù)量龐大及運(yùn)動(dòng)規(guī)律難以提取對(duì)系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的影響。
　　其次，針對(duì)光在云層中傳播路徑復(fù)雜、紋理數(shù)據(jù)計(jì)算量大的問(wèn)題，引入基于陰影關(guān)聯(lián)表和變形球光照紋理數(shù)據(jù)庫(kù)的表查詢(xún)技術(shù)，在預(yù)處理階段把相應(yīng)的紋理進(jìn)行計(jì)算并存儲(chǔ)在陰影關(guān)聯(lián)表中，繪制時(shí)通過(guò)索引查詢(xún)方式獲取紋理數(shù)據(jù)，縮短繪制時(shí)間。
　　然后，在實(shí)

3、時(shí)繪制階段采用面片紋理+Impostor紋理方式進(jìn)行繪制，以滿(mǎn)足不同視點(diǎn)距離對(duì)云細(xì)節(jié)度的要求；對(duì)使用 Impostor紋理所產(chǎn)生的縮放錯(cuò)誤進(jìn)行修正，為表現(xiàn)光在云層中的各向異性散射特性，對(duì)散射相位函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)云粒子的多重各向異性散射。
　　最后，利用VC++及OpenGL編程工具在普通PC機(jī)上，設(shè)計(jì)了單一云的繪制及加入云后的空天漫游系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)表明：所生成的云真實(shí)性較好，繪制效率高，可以滿(mǎn)足空天戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中的應(yīng)用。
　　所做