材质相关的燃烧火焰特效渲染技术研究

发布时间：2017-11-21 02:09

  本文关键词：材质相关的燃烧火焰特效渲染技术研究

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【摘要】：烟、火、云这一类的不规则自然景物模拟,一直都是计算机图形学领域的一个热门研究课题,在虚拟现实、游戏动画、影视广告中都有着广泛的应用。受环境影响,它们的外形随机变化,颜色也各不相同,很难用传统的视频技术去建模和实现。随着近年来研究的不断深入,各种模拟和渲染方法不断涌现,其中粒子系统被普遍认为是最为成功的一种生成算法。本文的研究工作就是基于粒子系统,对不同材质燃烧产生的火焰特效进行模拟。纵观目前火焰模拟的研究成果,多数设计软件中火焰仍是一个大概念的物体类型,没有具体细分,参数庞大复杂,导致在实现时往往需要长时间的比选调试参数,反复渲染,导致耗时过长。视觉效果上,大多数后期处理软件的火焰模拟器,效果普遍比较单一、呆板。运用MAYA等三维软件的粒子系统进行渲染,得到的火焰效果虽然逼真度较高,但是往往因为计算量大而导致渲染速度缓慢。针对上述问题,本文主要研究工作和成果包括:(1)本文根据可燃物材质的不同对火焰进行分类,并提出了以形状、颜色、紊乱三个主要视觉特征进行描述。通过研究不同类别可燃物的物化特性和燃烧机理,观察和分析不同材质燃烧产生火焰的视觉特征并分类整理。(2)在理论研究的基础上,提出了单材质燃烧火焰的模拟方法。通过分析不同类型火焰在颜色、形状、紊乱三个方面的视觉特征差异,从而确定主导参数。提出各特征效果的计算机实现方法及该方法下考虑设置的合理参数范围,继而利用After Effects中的粒子系统实现不同类型火焰的渲染。最终把各类型材质火焰的渲染整理成一系列AE脚本,制作时可以直接调用,操作简单,渲染速度快,效果逼真度高。(3)在上述基础上,实现了多材质混合燃烧产生火焰的渲染。研究了两种可燃物材质甚至三种可燃物材质的混合燃烧特性,运用单个材质燃烧产生火焰的渲染效果叠加、混合、调试,提出多材质混合燃烧产生火焰的渲染方法。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O643.21;TP391.41

【参考文献】

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本文编号：1209300