虛擬環(huán)境中瀑布的實時繪制方法研究.pdf

1、自然景物的模擬一直是計算機圖形學中的熱門研究課題，其應用范圍很廣，包括影視廣告、實時繪制、3D游戲、裝潢設(shè)計、虛擬場景等各種領(lǐng)域，以其獨特的魅力在信息化社會中占據(jù)著重要的位置。然而，大多數(shù)自然景物的外形是隨機變化的，如：火焰、浪花、河流、瀑布、雨雪、煙霧等，很難用常規(guī)的建模方法及模擬技術(shù)來描述，因此自然景物的模擬也是具有挑戰(zhàn)性的課題。 本課題以瀑布場景作為模擬的對象，以粒子系統(tǒng)作為基本建模方法來表現(xiàn)其運動的隨機性和動態(tài)性特點，并

2、且模擬了粒子與障礙物的碰撞效果。首先，本文對目前國內(nèi)外通用的流體模擬方法做了概述，對粒子系統(tǒng)和碰撞檢測技術(shù)在水流模擬上的應用進行了討論；通過將瀑布水流的屬性參數(shù)化，建立了一個基于粒子系統(tǒng)和動力學原理的參數(shù)化的瀑布水流運動模型，并對粒子的參數(shù)特性進行了詳細的定義；通過分析瀑布水流粒子系統(tǒng)和通用的層次包圍盒技術(shù)的特點，提出了加速水粒子與障礙物碰撞檢測的方法，該方法基于AABB層次包圍盒技術(shù)，并且根據(jù)水流運動的方向性，剔除了不會發(fā)生碰撞的障礙

3、物的邊面：利用專業(yè)建模軟件實現(xiàn)地形及障礙物等靜態(tài)模型的建模，通過編程讀取模型并在場景中繪制出來；使用網(wǎng)格模擬了水面，并通過實時改變網(wǎng)格頂點坐標來實現(xiàn)水面的波動效果；此外還加入了天空、光照和霧化等效果來增加場景的真實感。 本文基于Visual C++編程環(huán)境及OpenGL標準圖形庫設(shè)計了一個瀑布場景的演示系統(tǒng)，實現(xiàn)了瀑布的動態(tài)繪制，其運動和外觀效果真實，在普通的PC機上獲得了實時的繪制速度。用戶可以在調(diào)整參數(shù)的同時觀察到瀑布水流運