基于歐拉模型的實時可交互煙霧算法研究.pdf

1、在現(xiàn)實生活中煙霧是隨處可見的，煙霧仿真可以應(yīng)用在電影特效、電子游戲、廣告等多個領(lǐng)域。但是，由于煙霧的外觀不規(guī)則且具有快速變化的特點，煙霧仿真的研究一直是個難點問題，充滿了挑戰(zhàn)性。為實時展現(xiàn)煙霧良好的交互特性，本文主要做了兩方面的研究，分別是虛實場景下的煙霧軌跡算法研究和煙霧與障礙物的交互算法研究。
　　首先，為實現(xiàn)虛擬場景下控制煙霧運動的實驗效果，在路徑附近生成方向與路徑相切的目標(biāo)速度場，通過引入反饋控制技術(shù)，不斷調(diào)整模擬的速度場

2、使其與目標(biāo)速度場相一致，實現(xiàn)煙霧沿著各種設(shè)定軌跡實時運動的效果；同時，通過體素化方法離散障礙物，將煙霧與障礙物通過雙向耦合方程統(tǒng)一計算得到模擬值。
　　其次，為進(jìn)一步增強(qiáng)煙霧的交互性，基于 Kinect的骨骼追蹤原理實現(xiàn)在虛實場景下，通過手勢識別控制煙霧使其任意軌跡運動或繪制簡單的圖案。當(dāng)手的位置變化時，實時獲取當(dāng)前的各骨骼點坐標(biāo)，傳遞給煙源后，對其施加外力驅(qū)動迫使煙霧沿著手勢的方向運動，實現(xiàn)煙霧跟蹤手勢進(jìn)行各種交互運動的模擬效果

3、。
　　再次，為更逼真展現(xiàn)實時可交互煙霧的細(xì)節(jié)，加強(qiáng)煙霧仿真的真實感和實時性，采用光線投射算法對煙霧進(jìn)行渲染繪制；同時利用 HLSL實現(xiàn)在 GPU上的著色器編程，加速了渲染過程。通過創(chuàng)建多個線程的并行計算，有效地解決了 N-S方程求解復(fù)雜，計算速度慢的問題，提高了仿真效率。
　　最后，搭建Unity3D平臺，結(jié)合C＃和JavaScript語言編程，設(shè)計實時可交互的煙霧模擬系統(tǒng)，并驗證本文提出的算法，同時將使用本文算法實現(xiàn)的煙