基于opengl与粒子系统实现三维喷泉模拟

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1、医圃万方数据兰鍪翌蔓釜竺篁益釜』坠--——II■●■●■■—●●■—●■■■■●■■●●■●■■■■●■■●●●_●●■●●●●■■■■●■■●■●■■■■●■■_■●■■●■■●■●■■●■■■■■●■●■■●■●■■■●■●■■■■●●■●■■■■■■■■■■一文章编号：1671—459812009J09—1717一03中图分类号：TP520．6030文献标志码：A基于OpenGL与粒子系统实现三维喷泉模拟蒋恒恒1’2，汤宝平1，章国稳1(1．重庆大学机械传动国家重点实验室，重庆400044f2．重庆通信学院研究生管理大队，重庆40003

2、5)槽耍：喷泉、瀑布、火焰、水流、雨、雪等自然景物具有不规则性、动态性和随机性，模拟十分复杂。模拟自然景物的方法有两种：基于物理建模技术的方法与基于粒子系统建模的方法。运用粒子系统建模方法分析了喷泉水俸模型，研究了喷泉水珠粒子产生、运动和消亡的机理，构建出三维喷泉粒子系统模型。采用了三维立体显示技术和纹理映射技术增强喷泉绘制过程中的渲染和真实感。基于OpenGL，采用VisualC++6．0编程实现了三维喷泉模拟。实验结果表明，该方法模拟效果真实，在普通的PC平台上即可满足一般动画的实时需求。关毽词：粒子系统；喷泉模拟；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．anapproachofthree—dimensionalfountainsimulationwaspresented．Thethree—dimensionaldisplayandtexturemappingmethodswereusedtOenhancetheromanceandreality．Thesystemofthree—dimensionalfountainsimulationisdevelopedonWindowsXP

6、byusingVisualC++6．0astheprogrammingtoolsandthethree--dimensionalanimationissupportedbyOpen—GL．ExperimentdemonstratesthatthemethodcanachievesatisfiedeffecttObothrealityandreal一timesimulationinconsumerPCplatform．Keywords：particlesystemIfountainsimulation；rippleO引言如何在虚拟场景中真实地再

7、现喷泉、水流、云、雾、烟、雪等自然景物一直是虚拟现实领域极具挑战性的课题之一。目前有两种模拟自然景物的方法：基于物理建模技术的方法和基于粒子系统的方法。基于物理建模技术的方法通过对Navier—Stokes方程求解。求出流体过断面时的平均流速【l3；但由于N—S方程组是非线性方程组，计算较为复杂，因而难以达到实时的要求。基于粒子系统的方法由Reeves于1983年提出，是迄今为止模拟不规则模糊景物最成功的一种图形生成算法，它采用了不同于以往造型、绘制系统的方法来构造、绘制景物。一个物体不再是由一组曲面或多边形来表示，而是由成千上万个不规则、随

8、机分布的粒子图元所组成，它们不断改变形状、不断运动，这就充分体现了模糊景物的不规则性、动态性和随机性。该方法具有很强的真实感和实时性。喷泉的模拟比其它自然景物更为困