论文摘要
真实感场景的绘制是计算机图形学研究的热点和难点之一,它作为虚拟现实技术的关键部分,近几年受到广泛的重视。在户外场景中,雨雪景象是非常常见的。用计算机来模拟雨、雪从生成到下落的过程,必将大大增加虚拟场景的真实感,也能让更多的人来观察并了解雨、雪的形成过程。其在动画游戏、驾驶仿真、虚拟现实、影视特效等方面都有重要的应用价值。由于雨、雪是不规则对象,没有光滑、规则的表面,其形成、运动等物理机理又非常的复杂,因而雨、雪的建模与实时绘制一直是困扰计算机图形学的难点问题之一。从雨雪的物理特性出发,本文采用相关图形建模与绘制技术,实现了雨雪场景的模拟。论文首先介绍了相关基础技术,包括图形学仿真技术、OpenGL和粒子系统。OpenGL是一个与硬件无关的三维图形开发库,它为三维动画的开发提供了可供参考的丰富函数功能。粒子系统是把所要模拟的模糊物体看作众多粒子组成的粒子团,每个粒子看做是简单的点,通过粒子的运动及属性变化来模拟动态现象。由于粒子系统兼顾了动态性和自相似性,故常用来模拟自然场景。接着本文对雨和雪的几何运动进行了建模。首先分析了雨滴的形状,然后采用元球模型来模拟雨滴,之后对雨滴在空中的下落及受风力作用下的运动进行了模拟;对于雪,同样在对其几何形成和运动原理分析的基础上,给出了雪花的几何及运动建模方法,对雪花的形状,自由落体运动和碰撞分裂等进行了模拟。随后本文给出了雨滴和雪花及雨雪场景的绘制方法。通过对雨滴按经度和维度遍历其表面上的每个点,模拟水滴的表面,并在此基础上进一步做出雨滴分裂与融合的过程,进一步地利用环境映射来渲染雨滴;采用粒子系统技术来绘制出大小、形状、密度不相同的一系列雪粒子;通过OpenGL提供的雾化工具及粒子系统模拟出雨雪天气情况下的户外场景。论文的最后通过鼠标与键盘的操作实现了虚拟雨雪场景中的交互漫游。相关研究成果可用于虚拟漫游仿真技术、动画、游戏、影视特技等领域。
论文目录
相关论文文献
- [1].基于核心素养发展的物理规律教学——以“楞次定律”为例[J]. 中学物理教学参考 2020(04)
- [2].浅析物理规律教学[J]. 中学物理教学参考 2015(02)
- [3].健美操运动中物理规律的体现和运用[J]. 中学物理教学参考 2016(20)
- [4].试析物理规律与模型转化[J]. 中学物理教学参考 2017(02)
- [5].对两相切球脱离速度的深度探究[J]. 物理教师 2017(06)
- [6].以“电场强度”为例思考物理规律教学[J]. 中学物理教学参考 2017(06)
- [7].浅谈高中物理实验的生活化[J]. 中学物理教学参考 2017(14)
- [8].科学方法视域下的物理规律教学研究——以“动能定理”教学为例[J]. 中学物理教学参考 2017(17)
- [9].从物理学视角对“音乐”的几点思考[J]. 中学物理教学参考 2017(16)
- [10].物理规律的有效形成策略[J]. 物理教师 2009(12)
- [11].物理规律教学中培养科学思维的策略[J]. 理科爱好者(教育教学) 2020(02)
- [12].培养学生运用物理规律解决问题的习惯[J]. 课程教材教学研究(中教研究) 2020(Z2)
- [13].浅谈物理概念和物理规律的学习[J]. 考试周刊 2019(60)
- [14].速度变化中的物理规律[J]. 读写算 2018(13)
- [15].物理规律教学的基本要求和特点[J]. 成才之路 2012(21)
- [16].浅谈物理概念和物理规律的学习[J]. 江西教育 2011(09)
- [17].引入中介:物理规律探究中常用的思想方法[J]. 湖南中学物理 2012(04)
- [18].用智能手机验证自由落体机械能守恒[J]. 物理通报 2017(03)
- [19].注重物理规律的本质的教学——以“电磁感应定律”教学为例[J]. 中学理科园地 2017(01)
- [20].物理规律的结构分析与教学程序优化[J]. 湖南中学物理 2016(11)
- [21].“升华和凝华”教学设计[J]. 物理之友 2016(11)
- [22].溯源物理规律 培养科学思维——以“伽利略对自由落体运动的研究”教学为例[J]. 江苏教育 2017(27)
- [23].探究“欧姆定律”[J]. 数理化学习(初中版) 2017(04)
- [24].教辅软件进课堂,生成成自然——利用Excel软件分析物理题实例[J]. 物理教学 2017(06)
- [25].平抛演示实验的改进[J]. 物理通报 2017(06)
- [26].用“检验”“质疑”等方法深化对物理规律的认知——以“探究感应电流的产生条件”教学为例[J]. 物理通报 2016(12)
- [27].浅议物理规律教学[J]. 学周刊 2013(32)
- [28].探究生活现象以揭示物理规律[J]. 广西教育 2016(41)
- [29].基于新课程理念和认知理论的《电源电动势和内阻》教学设计[J]. 中学物理 2016(23)
- [30].物理规律中包含的人生哲理[J]. 考试周刊 2016(A4)