基于opengl與粒子系統(tǒng)實現(xiàn)三維噴泉模擬

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1、醫(yī)圃萬方數(shù)據(jù)蘭鍪翌蔓釜竺篁益釜』墜--——II■●■●■■—●●■—●■■■■●■■●●■●■■■■●■■●●●_●●■●●●●■■■■●■■●■●■■■■●■■_■●■■●■■●■●■■●■■■■■●■●■■●■●■■■●■●■■■■●●■●■■■■■■■■■■一文章編號：1671—459812009J09—1717一03中圖分類號：TP520．6030文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A基于OpenGL與粒子系統(tǒng)實現(xiàn)三維噴泉模擬蔣恒恒1’2，湯寶平1，章國穩(wěn)1(1．重慶大學(xué)機械傳動國家重點實驗室，重慶400044f2．重慶通信學(xué)院研究生管理大隊，重慶40003

2、5)槽耍：噴泉、瀑布、火焰、水流、雨、雪等自然景物具有不規(guī)則性、動態(tài)性和隨機性，模擬十分復(fù)雜。模擬自然景物的方法有兩種：基于物理建模技術(shù)的方法與基于粒子系統(tǒng)建模的方法。運用粒子系統(tǒng)建模方法分析了噴泉水俸模型，研究了噴泉水珠粒子產(chǎn)生、運動和消亡的機理，構(gòu)建出三維噴泉粒子系統(tǒng)模型。采用了三維立體顯示技術(shù)和紋理映射技術(shù)增強噴泉繪制過程中的渲染和真實感?；贠penGL，采用VisualC++6．0編程實現(xiàn)了三維噴泉模擬。實驗結(jié)果表明，該方法模擬效果真實，在普通的PC平臺上即可滿足一般動畫的實時需求。關(guān)毽詞：粒子系統(tǒng)；噴泉模擬；水波3DFountai

3、nSimulationBasedonParticleSystemand0penGLJiangHenghen91”，TangBaopin91，ZhangGuowenl(1．StateKeyLaboratoryofMechanicalTransmission，ChongqingUniversity，Chongqing400044，China；2．ChongqingCommunicationCollege，Chongqing400035，China)Abstract：Thenaturesceneries，suchasfountain，waterfa

4、ll，fire，water—stream，rain，andsnow，possessanomalistic，dynamicandstochasticcharacter，whichareextremelychallenging．TherearetwomethodstOsimulatethese：oneisbasedonphysicsmodcling；anotherisfoundedonparticlesystemmodeling．ThefountainsimulationwasanalysedbasedonParticleSystemModeli

5、ng．Asforthemechanismofthebeadproducing．movinganddyingout．a(chǎn)napproachofthree—dimensionalfountainsimulationwaspresented．Thethree—dimensionaldisplayandtexturemappingmethodswereusedtOenhancetheromanceandreality．Thesystemofthree—dimensionalfountainsimulationisdevelopedonWindowsXP

6、byusingVisualC++6．0astheprogrammingtoolsandthethree--dimensionalanimationissupportedbyOpen—GL．ExperimentdemonstratesthatthemethodcanachievesatisfiedeffecttObothrealityandreal一timesimulationinconsumerPCplatform．Keywords：particlesystemIfountainsimulation；rippleO引言如何在虛擬場景中真實地再

7、現(xiàn)噴泉、水流、云、霧、煙、雪等自然景物一直是虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域極具挑戰(zhàn)性的課題之一。目前有兩種模擬自然景物的方法：基于物理建模技術(shù)的方法和基于粒子系統(tǒng)的方法?；谖锢斫＜夹g(shù)的方法通過對Navier—Stokes方程求解。求出流體過斷面時的平均流速【l3；但由于N—S方程組是非線性方程組，計算較為復(fù)雜，因而難以達(dá)到實時的要求。基于粒子系統(tǒng)的方法由Reeves于1983年提出，是迄今為止模擬不規(guī)則模糊景物最成功的一種圖形生成算法，它采用了不同于以往造型、繪制系統(tǒng)的方法來構(gòu)造、繪制景物。一個物體不再是由一組曲面或多邊形來表示，而是由成千上萬個不規(guī)則、隨

8、機分布的粒子圖元所組成，它們不斷改變形狀、不斷運動，這就充分體現(xiàn)了模糊景物的不規(guī)則性、動態(tài)性和隨機性。該方法具有很強的真實感和實時性。噴泉的模擬比其它自然景物更為困