【摘 要】
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自然界中不规则物体的模拟仿真一直是计算机图形学中重要的研究方向之一,云作为一种常见的自然现象,由于其随机性大,与光的交互极其复杂,让三维云的仿真模拟成为了计算机图形
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自然界中不规则物体的模拟仿真一直是计算机图形学中重要的研究方向之一,云作为一种常见的自然现象,由于其随机性大,与光的交互极其复杂,让三维云的仿真模拟成为了计算机图形学中极具挑战性的课题之一。针对现有的三维云模拟真实感不足、无法达到实时性等问题,提出了一种基于粒子系统的三维云仿真方法。首先,根据积云的特点采用粒子系统建模,随机地产生粒子,并为这些粒子赋予初始的颜色、尺寸、形状等属性;其次,由于粒子系统具有较大的计算量,为了提高实时性,本文算法通过OpenGL的GLSL在GPU上求解云的动力学方程,更新云粒子的各项属性,实现云的动态化,同时合理的平衡了GPU和CPU的处理负载,有效的提高了图形的生成效率;再次,结合了光照模型获取云粒子的颜色值以模拟真实的云与光的交互来提高真实感,为了加快云的渲染,在不影响真实性的情况下结合了Impostor技术加速了三维云的绘制;最后,通过Visual Studio2013仿真平台,对云的三维效果、动态效果、光照效果和实时性分别进行分析,通过对其进行分析可知,本文的三维云仿真方法,实现了三维云实时场景的漫游,并且给予观察者以强烈的真实感和沉浸感。
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