基于粒子系統(tǒng)的火焰模擬方法研究.pdf

1、自然景物的生成和模擬一直都是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)研究中的一個(gè)熱門(mén)的課題。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，火焰的燃燒等自然現(xiàn)象及景物越來(lái)越多地出現(xiàn)在計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)、廣告、影視制作和模擬戰(zhàn)場(chǎng)等的場(chǎng)景之中，因此，研究這類(lèi)不規(guī)則景物的模擬有著重要的意義，其中，火焰的模擬占有舉足輕重的地位。由于火焰、煙、云等自然現(xiàn)象外觀的不規(guī)則性及運(yùn)動(dòng)的多變性，使得用傳統(tǒng)的建模方法對(duì)其建模變得十分困難，那么，如何簡(jiǎn)單而高效地模擬這類(lèi)景象就成了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中具有挑戰(zhàn)性意

2、義的工作。目前，粒子系統(tǒng)是生成這類(lèi)景物最為成功的一種模型方法。
　　 本文通過(guò)認(rèn)真分析和總結(jié)國(guó)內(nèi)外的火焰模擬方法，在研究學(xué)習(xí)粒子系統(tǒng)理論的基礎(chǔ)之上，對(duì)火焰粒子系統(tǒng)的模型和原理進(jìn)行了深入地分析與仔細(xì)地研究，并提出了一種基于粒子系統(tǒng)的新的火焰模擬方法：在初始化新粒子的位置時(shí)，采用可以近似得到正態(tài)分布的隨機(jī)數(shù)疊加的方法來(lái)對(duì)其進(jìn)行賦值；采用特定的幾何體三棱錐來(lái)作為基本的火焰粒子，以便提高繪制的速度，并降低計(jì)算量；采用顯示列表的方法來(lái)提高

3、模擬的效率；在原來(lái)的火焰粒子系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，加上了衍生的處理，從而起到了簡(jiǎn)化一些動(dòng)態(tài)方程求解的作用，也降低了建模的難度，從而提高了繪制的速度；在繪制過(guò)程中，采用紋理映射和混色技術(shù)，以增加火焰模擬的真實(shí)感；從熱力學(xué)角度對(duì)火焰的受力運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了分析，并在系統(tǒng)中引入運(yùn)動(dòng)場(chǎng)，來(lái)表現(xiàn)火焰來(lái)回地左右搖擺和上下跳動(dòng)的動(dòng)態(tài)搖曳效果。
　　 最后，在VisuAlC++6. 0與OpenGL開(kāi)放圖形庫(kù)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境下，利用本文提出的算法，開(kāi)發(fā)了基于粒子系