虚拟环境中自然景物模拟研究

发布时间：2019-05-30 16:14

【摘要】： 自然景物模拟技术是计算机图形学领域具有挑战性的课题,在航空航天、影视广告、室外设计、虚拟培训中有着广泛的应用和关注。由于自然景物几何结构复杂,运动规律不规则,很难用传统的欧式几何的方法来描述,因此目前研究中存在很多问题。雪、雨和云是三种典型的自然景物,在日常生活中随处可见,在虚拟环境中也必不可少。本文主要针对这三种典型的自然景物的模拟进行研究。 本文首先分析了自然景物的特点以及由其特点决定的模拟的复杂性,讨论了自然景物模拟常用的几种方法。深入研究了粒子系统理论,结合降雪的特点,对降雪过程进行了基于粒子系统模型的模拟。针对降雪环境的模糊问题和雪花落地的积雪现象提出将雾化效果应用于降雪的虚拟环境中的方法。 在雪粒子模型的基础上,结合降雨的特点和空气动力学理论对降雨进行了模拟。对雨滴落入水面形成的水波纹问题进行研究,改进四点水波纹算法,提出适合实时渲染虚拟环境的八点水波纹线性模拟算法。 本文设计并实现了基于Perlin噪音的体积云的模拟算法,实现了卷云、积云和层云的模拟。由于Perlin噪音对云的物理活动的模拟还有所欠缺,因此本文设计并实现了基于细胞自动机理论的云的动态模拟算法,实现了云的生成、消失以及风吹云的动态效果模拟。在云的消失过程中引入消失概率变量,解决了云的缓慢消失以及消失后的再生成问题。
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【学位授予单位】：大庆石油学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TP391.9

【参考文献】

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本文编号：2488985