OpenGL雪粒子设计与实现.doc

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1、西南交通大学本科毕业实习软件工程文档基于OpenGL的雪粒子系统设计与实现年级:专业:计算机软件指导教师:小组成员：2011年1月西南交通大学本科毕业实习第32页院系软件学院专业计算机软件题目基于OpenGL的雪粒子系统设计与实现小组成员指导教师评语：指导教师(签章)成绩答辩委员会主任(签章)年月日西南交通大学本科毕业实习第32页毕业实习任务书学号姓名班级学号姓名班级学号姓名班级学号姓名班级发题日期2010年9月6日完成日期2011年12月31日题目基于OpenGL的雪粒子系统设计与实现实习目标、任务及主要内容采用常规的曲面来表达焰火、云、烟等非常不规则的自然界形体是很困

2、难的事情，这些自然界形体外观形状极其不规则，常常带有很大的随机性，并可能不断发生变化，而粒子系统可以对树、云、火焰等进行动态建模和绘制。粒子系统是一种随机模型，它用大量的粒子图元(Particle)，比如小球、椭球、立方体或其它形状来描述景物，每个粒子的位置、取向及动力学性质都是由一组预先定义好的随机过程来说明。本毕业实习拟将粒子系统的关键方法和OpenGL纹理映射技术相结合，利用粒子系统对雪粒子的属性和运动特征进行建模，再利用纹理映射技术显示计算得到的每个雪粒子从而实现对雪粒子的绘制，系统可比较真实地模拟降雪现象。技术路线VC++，OpenGL西南交通大学本科毕业实习第

3、32页指导教师提供的资料1、计算机图形学相关参考资料；2、粒子系统相关参考资料；3、OpenGL相关参考资料。应提交的最终成果1．系统分析设计文档（包括需求报告、概要设计报告、详细设计报告）；2．毕业实习论文、程序清单，以及演示光盘。进度安排（共16周）阶段周数任务应提交的成果一6查阅资料，学习掌握计算机图形、粒子系统技术及OpenGL实习日志二4系统分析设计相关软件工程文档三4系统实现及调试实现功能需求的可运行系统四2撰写实习文档，评阅和答辩规范的毕业实习文档五指导教师签字20年月日学院专家组审核意见审批人签字：20年月日西南交通大学本科毕业实习第32页目录一、需求分析

4、报告61引言61.1编写目的71.2开发目的及意义71.3预期读者和阅读建议91.4OPenGL工作渲染流程102系统功能需求122.1系统功能122.2设计和实现上的限制123外部接口与运行环境需求133.1用户界面133.2运行环境134其它非功能需求134.1性能需求134.2用户文档13二、概要设计报告141引言141.1编写目的141.2预期读者和阅读建议152设计概述152.1设计原则和设计要求152.2开发环境与平台163系统逻辑设计163.1系统架构图163.2系统处理流程174系统出错处理设计18三、详细设计报告191引言191.1编写目的191.2预期

5、读者和阅读建议202系统详细设计20四、软件测试报告261引言26西南交通大学本科毕业实习第32页1.1目的262测试条件263测试计划263.1人员计划263.2进度计划264总体测试方案265系统测试内容275.1系统测试任务277性能测试内容28五、用户操作手册291引言291.1编写目的291.2预期读者和阅读建议302软件概述302.1功能302.2性能303运行环境303.1硬件303.2支持软件314使用说明314.1安装和初始化314.2主要功能使用举例314.3出错和恢复315.用户操作手册31六、项目开发总结报告32七、参考文献33西南交通大学本科毕业

6、实习第32页一、需求分析报告1引言在虚拟场景中，自然景物的模拟一直是计算机图形学领域中的热点研究内容。喷泉、瀑布、火焰、水流、雨、雪等自然景物与传统的规则几何物体不同，它们拥有大量的细节信息和形状的随机变化。因此，这些自然景物的模拟相对比较困难，需要借助粒子系统建模使其充分体现自然景观中模糊物体的随机性和动态性，以便达到良好的模拟效果。粒子系统理论经历多年的发展和完善，已被广泛应用于虚拟现实、三维仿真、游戏开发、电影特效、可视化等领域。本文结合这一实际情况，以前人的研究工作为背景和基础，以真实感和系统实时性以及友好的人机交互性为目标，在深入分析粒子系统理论基础上，结合Wi

7、ndows7操作系统和MicrosoftVC++编译环境为开发平台，基于OpenGL图形库设计并实现了一个用于自然景物模拟的粒子特效系统，完成了雪花场景模拟。主要工作如下：(1)深入研究粒子系统理论及其应用，详细分析粒子系统的基本原理，总结粒子系统基本模型、粒子系统通用结构和粒子系统的算法框架。(2)简化雪景的数学模型，总结出雪粒子系统模型。(3)设计并实现一个用于常见自然景物模拟的粒子特效系统。(4)通过模拟雪花场景验证系统的有效性和实时性。1.1编写目的雪花粒子系统,这款软件是利用了最新的OPenGL语言进行编写，OPen