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基于粒子系统方法的三维火焰模拟 被引量:30
1
作者 赵春霞 张艳 战守义 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2004年第28期73-75,共3页
文章设计了粒子系统火焰模型,详细讨论了模型中粒子的属性及其变化,实现了具有较强真实感的颜色变化和动态摇曳等火焰特性,采用纹理映射和视线跟踪技术进行三维火焰渲染;同时,采用了层次化的编程结构,用以提供简单实用的交互性火焰模拟... 文章设计了粒子系统火焰模型,详细讨论了模型中粒子的属性及其变化,实现了具有较强真实感的颜色变化和动态摇曳等火焰特性,采用纹理映射和视线跟踪技术进行三维火焰渲染;同时,采用了层次化的编程结构,用以提供简单实用的交互性火焰模拟。最后提供了篝火、烛火、火箭尾焰以及战场火焰模拟的效果图。 展开更多
关键词 粒子系统 火焰模拟 特效
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真实感火焰模拟 被引量:4
2
作者 刘群 向明辉 刘磊 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2011年第3期563-566,共4页
针对火焰的计算机模拟难以实现真实感和实时性的问题,提出一种基于物理模型与图形处理器(GPU)通用计算相结合的火焰模拟方法.该方法首先采用半拉格朗日法求解流体方程,运用基于3D纹理的体绘制对火焰进行三维渲染.然后,根据光照和密度场... 针对火焰的计算机模拟难以实现真实感和实时性的问题,提出一种基于物理模型与图形处理器(GPU)通用计算相结合的火焰模拟方法.该方法首先采用半拉格朗日法求解流体方程,运用基于3D纹理的体绘制对火焰进行三维渲染.然后,根据光照和密度场将光谱转换成颜色分布来模拟火焰颜色,并在GPU上加速实现,使得真实感和实时性之间达到了平衡. 展开更多
关键词 火焰模拟 物理模型 体绘制 GPU
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基于粒子系统和纹理映射的火焰模拟 被引量:13
3
作者 王治刚 陈和平 刘心雄 《工程图学学报》 CSCD 2002年第4期49-53,共5页
粒子系统是一套新颖特殊的构造、绘制景物的方法。首先介绍了粒子系统描述物体的过程,以及对粒子属性和生命周期的表达、控制原理,同时简单地比较了正反向纹理映射方法的优缺点。分析了结合粒子系统和纹理映射对火焰模拟的过程,以及在... 粒子系统是一套新颖特殊的构造、绘制景物的方法。首先介绍了粒子系统描述物体的过程,以及对粒子属性和生命周期的表达、控制原理,同时简单地比较了正反向纹理映射方法的优缺点。分析了结合粒子系统和纹理映射对火焰模拟的过程,以及在对火焰模拟实践中,为求达到实时性和真实感效果要注意控制的因素。最后给出了作者已经实现了的模拟效果图。 展开更多
关键词 粒子系统 纹理映射 火焰模拟 计算机图形学
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基于层次化结构粒子系统的实时火焰模拟 被引量:5
4
作者 贾彦国 张伟 唐勇 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期39-41,共3页
作为自然场景中特殊效应的一部分,火焰效果有着重要的作用。设计了基于粒子系统的火焰模型,讨论了模型参数变化对显示效果的影响,为了增加粒子系统的灵活性,引入空气速度场模拟火苗跃动现象,采用改进的高级粒子系统思想建立了粒子系统... 作为自然场景中特殊效应的一部分,火焰效果有着重要的作用。设计了基于粒子系统的火焰模型,讨论了模型参数变化对显示效果的影响,为了增加粒子系统的灵活性,引入空气速度场模拟火苗跃动现象,采用改进的高级粒子系统思想建立了粒子系统的四层层次结构,实现了具有较强真实感和实时性的火焰效果。 展开更多
关键词 不规则物体建模 火焰模拟 粒子系统 层次化结构
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基于改进的粒子系统的火焰模拟 被引量:5
5
作者 顾耀林 王继州 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2007年第8期1867-1869,共3页
在总结了国内外学者所建立的各种火焰模拟方法的基础上,基于粒子系统模型,对传统粒子系统的火焰模型进行了一些改进。详细讨论了改进后控制参数和函数的由来和设置,并研究了各个控制参数对于火焰效果的影响。同时,也拥有对风等外界影响... 在总结了国内外学者所建立的各种火焰模拟方法的基础上,基于粒子系统模型,对传统粒子系统的火焰模型进行了一些改进。详细讨论了改进后控制参数和函数的由来和设置,并研究了各个控制参数对于火焰效果的影响。同时,也拥有对风等外界影响因素的丰富体现力,在一定程度上克服了随机性,能够生成不同形态的火焰燃烧的情景。最后给出了一些已经实现的火焰效果。 展开更多
关键词 火焰 火焰模拟 粒子系统 无规则物体 实时模拟
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一种基于粒子的火焰模拟方法(英文) 被引量:1
6
作者 贾彦国 张伟 唐勇 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期60-62,共3页
火焰模拟一直是计算机图形学中最具挑战性的问题。提出了一种新的基于粒子的火焰模拟方法,不同于经典粒子系统,统一了粒子和粒子发射器,发射器是特殊的粒子,另外建立了一个速度场实现了具有较强真实感的火焰效果。
关键词 不规则物体建模 火焰模拟 粒子系统
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面向对象的通用粒子系统设计及其在火焰模拟中的应用 被引量:7
7
作者 罗勇 文建国 《科学技术与工程》 2008年第15期4174-4178,共5页
设计了一个通用的粒子系统,基于面向对象的思想描述了一套粒子系统应用程序接口(API)的设计。该粒子系统API采用合理的数据结构,设计了一套高效的粒子生成、管理方法,并采用高速OpenGL渲染引擎,使之能够满足在普通PC机上模拟不规则的自... 设计了一个通用的粒子系统,基于面向对象的思想描述了一套粒子系统应用程序接口(API)的设计。该粒子系统API采用合理的数据结构,设计了一套高效的粒子生成、管理方法,并采用高速OpenGL渲染引擎,使之能够满足在普通PC机上模拟不规则的自然景物的需求。同时,它还具有相当的灵活性和可扩展性。该粒子系统被用于火焰的模拟中,仿真实验表明模拟出的火焰具有较强的真实感。 展开更多
关键词 粒子系统 通用 面向对象 火焰模拟
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基于CUDA的火焰模拟
8
作者 满家巨 邹有 陈传淼 《湖南师范大学自然科学学报》 CAS 北大核心 2012年第6期18-23,共6页
针对欧拉方法进行火焰模拟中涉及到的速度场和温度场等复杂的计算与渲染问题,设计了基于CU-DA的实现方案.对其中的大规模稀疏线性方程组,实现了基于CUDA的求解器;针对火焰的颜色绘制、漩涡等问题,通过黑体辐射和增加漩涡限制因子解决,... 针对欧拉方法进行火焰模拟中涉及到的速度场和温度场等复杂的计算与渲染问题,设计了基于CU-DA的实现方案.对其中的大规模稀疏线性方程组,实现了基于CUDA的求解器;针对火焰的颜色绘制、漩涡等问题,通过黑体辐射和增加漩涡限制因子解决,并针对其中的烟雾和焰心绘制提出了一种简便的绘制策略;针对可视化绘制问题,使用CUDA实现了基于光线投射的体绘制方法.全文火焰模拟计算和绘制的全过程实现均基于CUDA完成,模拟结果达到了可观的加速比和可视化效果. 展开更多
关键词 CUDA 稳定流 火焰模拟 可视化
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基于粒子系统和纹理绘制的火焰模拟 被引量:3
9
作者 陈志伟 马小虎 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2010年第1期71-73,126,共4页
不规则物体的模拟一直是计算机图形学的研究热点和难点,而火焰在时间和空间上的多变性,更具有挑战性。本文详细讨论了火焰模型中火焰粒子属性的变化和纹理图片的选取。粒子系统是模拟不规则物体的有效方法,结合纹理映射增强绘制结果的... 不规则物体的模拟一直是计算机图形学的研究热点和难点,而火焰在时间和空间上的多变性,更具有挑战性。本文详细讨论了火焰模型中火焰粒子属性的变化和纹理图片的选取。粒子系统是模拟不规则物体的有效方法,结合纹理映射增强绘制结果的真实感,可大大降低粒子数量,提高了绘制效率。实验表明,这种方法满足真实感和实时性的要求。 展开更多
关键词 粒子系统 火焰模拟 纹理映射 渲染
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简化物理模型的卡通火焰模拟 被引量:1
10
作者 郭松睿 高春鸣 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2011年第1期197-200,共4页
提出一种简化流体物理模型并实现风格化卡通火焰的方法,通过简化外力项及使用实验得出的最佳数值代替每个温度层上的浮力,避免复杂的浮力计算。通过Helmholtz-Hodge分解,分别计算对流、扩散、投影项,整个求解过程是稳定的。该方法因为... 提出一种简化流体物理模型并实现风格化卡通火焰的方法,通过简化外力项及使用实验得出的最佳数值代替每个温度层上的浮力,避免复杂的浮力计算。通过Helmholtz-Hodge分解,分别计算对流、扩散、投影项,整个求解过程是稳定的。该方法因为减少了温度对外力的影响的计算,以及减少了旋流项的计算,速度得到了较大的提高,能高效地实现卡通风格的火焰模拟。 展开更多
关键词 简化物理模型 火焰模拟 浮力
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基于视频序列的火焰模拟
11
作者 乔守玉 李帅 郝爱民 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2008年第S2期313-315,共3页
在现有火焰模拟方法的基础上,提出了基于视频序列的火焰模拟方法。该方法首先用火焰视频帧图像提取火焰边界,然后用提取出来的边界对火焰形状建模,并在相邻模型间进行线性插值,获得火焰燃烧过程的形状变化3D动态模型,最后用粒子系统模拟... 在现有火焰模拟方法的基础上,提出了基于视频序列的火焰模拟方法。该方法首先用火焰视频帧图像提取火焰边界,然后用提取出来的边界对火焰形状建模,并在相邻模型间进行线性插值,获得火焰燃烧过程的形状变化3D动态模型,最后用粒子系统模拟,给出了具体的模拟步骤和实际的模拟效果。 展开更多
关键词 火焰模拟 图像分割 粒子系统 线性插值
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用粒子系统理论模拟虚拟场景中的火焰和爆炸过程 被引量:31
12
作者 詹荣开 罗世彬 贺汉根 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2001年第5期91-92,128,共3页
文章首先介绍了粒子系统的一般原理,然后分析了用粒子系统模拟火焰和爆炸过程的模型和特点,并提出了一些提高算法实时性的加速技巧。
关键词 粒子系统 火焰模拟 爆炸模拟 虚拟场景 虚拟现实 计算机图形学
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火焰的快速模拟 被引量:13
13
作者 王继州 顾耀林 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期102-107,共6页
在粒子系统方法的基础上,比较了近年来的最新研究成果和实际应用方法,提出了基于纹理片的快速的火焰模拟方法.选用合适的纹理片,设置较小的透明度,以纹理叠加方式来演示燃烧的过程;给出了具体的模拟步骤,并且通过不同的设置来构造不同... 在粒子系统方法的基础上,比较了近年来的最新研究成果和实际应用方法,提出了基于纹理片的快速的火焰模拟方法.选用合适的纹理片,设置较小的透明度,以纹理叠加方式来演示燃烧的过程;给出了具体的模拟步骤,并且通过不同的设置来构造不同的燃烧场景.对比分析显示,纹理片方法在很多方面都具有一定的优势,也具有一定的扩展空间和应用前景.最后给出了实际的计算机模拟效果. 展开更多
关键词 火焰模拟 粒子系统 纹理片 气体现象
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NS方程和体渲染结合的火焰实时模拟 被引量:3
14
作者 唐勇 刘一君 吕梦雅 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2013年第12期2845-2848,共4页
针对目前真实感火焰的实时模拟难以实现的问题,提出一种基于物理模型和体渲染的GPU加速火焰实时模拟方法.首先,在火焰建模方面,采用不可压缩NS(Navier-Stokes)方程组计算火焰的速度、密度等物理属性,真实地模拟火焰运动,并得到火焰的物... 针对目前真实感火焰的实时模拟难以实现的问题,提出一种基于物理模型和体渲染的GPU加速火焰实时模拟方法.首先,在火焰建模方面,采用不可压缩NS(Navier-Stokes)方程组计算火焰的速度、密度等物理属性,真实地模拟火焰运动,并得到火焰的物理模型;然后,在火焰渲染方面,引入基于光线投射的直接体绘制方法,将火焰的物理模型作为体数据,混合相同光线上体数据点的颜色值并输出,利用光线之间的并行性加速渲染;最后对以上两步分别进行GPU加速,从而使计算速度得到了较大的提高;通过实验验证,本文工作能实时模拟真实感火焰. 展开更多
关键词 实时火焰模拟 NS方程组 体渲染 光线投射 GPU
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一种风场作用下粒子系统火焰的动态模拟 被引量:9
15
作者 杨宇科 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2013年第1期132-135,175,共5页
为了真实地模拟火焰在风中摇曳的动态效果,提出一种新的风场作用下粒子系统火焰的动态模拟方法。该方法将风场视为一个包含全域和区域两种类型风场的随机风场,利用Perlin噪音函数生成给定条件下的风速矢量场;进而通过风场影响范围的判定... 为了真实地模拟火焰在风中摇曳的动态效果,提出一种新的风场作用下粒子系统火焰的动态模拟方法。该方法将风场视为一个包含全域和区域两种类型风场的随机风场,利用Perlin噪音函数生成给定条件下的风速矢量场;进而通过风场影响范围的判定,采用动力学方程实时计算风力作用下火焰粒子的速度和位置,最终实现不同风场作用下火焰的动态模拟。实验结果表明,该方法不仅能绘制出风场中火焰随风摇曳的逼真效果,同时对模拟的实时性有很好的支持。 展开更多
关键词 粒子系统 风场 OPENGL 火焰模拟 噪音函数
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基于流体模型和GPU加速的火焰实时仿真 被引量:10
16
作者 李建明 吴云龙 +1 位作者 迟忠先 何荣盛 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第19期4382-4385,共4页
针对目前基于物理模型模拟火焰的计算量大、复杂度高,很难进行实时模拟的问题,提出了一种基于流体模型和GPU加速的火焰实时模拟方法,该方法根据火焰的不可压缩、低密度、无粘性等特点,通过流体方程计算火焰的物理属性,并将其求解过程在... 针对目前基于物理模型模拟火焰的计算量大、复杂度高,很难进行实时模拟的问题,提出了一种基于流体模型和GPU加速的火焰实时模拟方法,该方法根据火焰的不可压缩、低密度、无粘性等特点,通过流体方程计算火焰的物理属性,并将其求解过程在GPU中并行加速,从而大幅度提高了算法的运算速度,实现了火焰的实时模拟,并取得了较真实的模拟效果。 展开更多
关键词 火焰模拟 流体模型 体绘制 GPU
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实时模拟固体燃烧现象 被引量:5
17
作者 朱鉴 鲍凯 +2 位作者 常元章 柳有权 吴恩华 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期11-20,共10页
为了模拟固体燃烧时产生的火焰及其伴随的物质分解过程,提出一个实时的燃烧模型.为了在模拟速度和视觉效果间取得一个很好的折中,采用一套混合的网格模拟系统;整个空间的热传导过程在一个统一的框架下模拟,因此能够很好地耦合动态的火... 为了模拟固体燃烧时产生的火焰及其伴随的物质分解过程,提出一个实时的燃烧模型.为了在模拟速度和视觉效果间取得一个很好的折中,采用一套混合的网格模拟系统;整个空间的热传导过程在一个统一的框架下模拟,因此能够很好地耦合动态的火焰和燃烧的固体.提出了一个改进的燃面更新方案以及一个新的固体表面纹理映射算法,能够生成逼真的结果.还提出了一系列提高模型效率的加速算法.最终实时地模拟出了真实感的固体燃烧现象. 展开更多
关键词 基于物理的火焰模拟 物质分解 移动网格 MarchingCubes 计算统一设备架构
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一种虚实融合场景中的火焰交互研究 被引量:2
18
作者 唐勇 张颖 +2 位作者 陶建新 郭慧玲 张思 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2018年第10期2335-2338,共4页
流固自然交互是图形学上的一个研究难题,在虚实融合场景中完成流固实时交互更是难上加难,为此探索基于Kinect的虚实融合场景中与火焰的真实自然的实时交互.首先,为模拟出真实跳动的火焰模型,在N-S方程求解过程中,引入柏林函数产生的随机... 流固自然交互是图形学上的一个研究难题,在虚实融合场景中完成流固实时交互更是难上加难,为此探索基于Kinect的虚实融合场景中与火焰的真实自然的实时交互.首先,为模拟出真实跳动的火焰模型,在N-S方程求解过程中,引入柏林函数产生的随机数,创造随机风场,增强虚拟火焰的真实感;其次,为确保更加准确的手势识别,在建立的基于Kinect的虚实融合场景中,设计手势指令集及其相应算法,适配最佳灵敏度系数和控制系数,提高交互指令鲁棒性;最后,分析火焰与障碍物之间的单向耦合关系,建立两者间的耦合方程,保证交互细节真实自然流畅.多组火焰模拟及虚实融合场景中与火焰交互的实验对比和分析表明,人能够在虚实融合场景完成与火焰的交互. 展开更多
关键词 火焰模拟 虚实融合 单向耦合 火焰交互
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基于粒子系统的林火模拟 被引量:3
19
作者 赵刚 许国玉 沈志峰 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第20期249-251,共3页
粒子系统因其灵活性、适应性等特点,被广泛应用在景物模拟中。该文介绍一种基于粒子系统在火焰模拟中的应用,包括火焰粒子的初始化,帧数以及粒子属性的相应变化,体现粒子从产生、衰减到消亡的过程。为使火焰粒子更逼真,对粒子进行渲染处... 粒子系统因其灵活性、适应性等特点,被广泛应用在景物模拟中。该文介绍一种基于粒子系统在火焰模拟中的应用,包括火焰粒子的初始化,帧数以及粒子属性的相应变化,体现粒子从产生、衰减到消亡的过程。为使火焰粒子更逼真,对粒子进行渲染处理,并简化公告板技术。实验结果表明,该方法可形象反映出火焰的动态变化,在普通微机上达到较好的仿真效果。 展开更多
关键词 粒子系统 火焰模拟 纹理映射 虚拟现实
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一种新的基于粒子系统的火焰实时绘制方法 被引量:2
20
作者 贾彦国 张伟 唐勇 《郑州大学学报(工学版)》 CAS 2006年第4期111-115,共5页
针对经典粒子系统火焰模拟的真实性和实时性的关键问题,给出了一种新的基于粒子系统的火焰绘制算法,粒子属性的初始化由发射器确定,并对粒子的颜色、位置、生存期等属性的更新进行了优化,粒子的运动变化由低压点控制,粒子由四角面片表示... 针对经典粒子系统火焰模拟的真实性和实时性的关键问题,给出了一种新的基于粒子系统的火焰绘制算法,粒子属性的初始化由发射器确定,并对粒子的颜色、位置、生存期等属性的更新进行了优化,粒子的运动变化由低压点控制,粒子由四角面片表示,结合纹理映射技术进行三维火焰渲染,纹理采用分时间段映射来模拟火焰的燃烧过程,实验证明该算法模拟火焰的运动和外观效果真实,在普通的PC平台上利用标准图形系统即可获得实时的绘制速度. 展开更多
关键词 虚拟现实 不规则物体建模 火焰模拟 粒子系统 纹理映射
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