基于粒子系统的烟花动画设计

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1、第20卷第8期计算机技术与发展Vo1．2ONo．82010年8月CO1I】UTERTECHNOLO2-YANr)DEVEI』)PM[-NTAug．20l0基于粒子系统的烟花动画设计葛芳，张成，韦穗，程鸿(安徽大学计算智能与信号处理教育部重点实验室，安徽合肥230039)摘要：w．T．Reeves提出的粒子系统模型是模拟不规则模糊物体最成功的一种图形生成方法。为了模拟出效果逼真的烟花，文中采用了粒子系统模型对烟花进行动画设计。在深入研究粒子系统的基本理论和对烟花燃放细节的分析的基础上，建立了基于粒子系统的烟花模拟模型，设计了一种五彩缤纷的烟花动画算法。在编程上，结合了VC++编程

2、语言和OpenGL的纹理映射技术，降低了渲染粒子的复杂度。实验结果表明，该算法快速、简单，视觉效果逼真，可以方便地应用到游戏和影视动画中。关键词：粒子系统；烟花粒子；烟花动画；OpenGL纹理映射中图分类号：TI)391．41文献标识码：A文章编号：1673—629x(201O)08—0180—04FireworkAnimationDesignBasedonParticleSystemGEFang，ZHANGCheng，WEISui，CHENGHong(MinistryofEducationKeyLab．ofIntelligentComputingandSignalProces

3、sing，AnhuiUraiversity，Hefei230039，China)Abstract：Inthemett~tsofirregularoectmodeling，theparticlesystemmodelwhichwasproposedbyWiliamT．ReevesisrecognizedaNthemostsuccessfulinthegraphicsgenerationalgorithms．Inordertosimulaterealisticfireworkseffects．usetheparticlesystemmodeltodesignanimationoff

4、ireworks．Establishafireworkssimulationmodelbasedaparticlesystemin—depthstudyofthebasictheoryofpatti·clesystemandtheanalysisofthefireworksboomingdetails，anddesignananimationalgorithmofmulticoloredfireworks．Intheprogram-ming．combinesVC++programminglanguageandOpenGLtexture—mappingtechnologytore

5、ducethecomplexityofrenderingparti—cles．Examplesillustratethatalgorithmisfast，simple，andhasgc~clreality，8ocanbeappliedconvenientlytogames，filmandtelevisionan—imation．Keywords：particlesystem；fireworksparticle；fireworksanimation；OpenGLtexturemapping0引言一定的生命周期，并且每时每刻都在不断运动着；这充近年来，随着计算机技术的发展，自然景物

6、的模拟分体现了自然景物的动态性和随机性。因此，粒子系越来越多地出现在游戏和影视动画中。但是，由于自统被公认为是模拟自然景物最成功的一种图形生成算然景物的复杂性，对它们的模拟一直是计算机图形学法J。1985年，wI11iamT．Reeves和BlauR．采用“volumefilling”基本单元模拟了随风飘动的花草树的研究热点，尤其是对动态自然景物的模拟，如云、雾、烟花、水流等，更具有挑战性。1983年，W．T．Reeves木L4J，很好地发展了粒子系统。此后，粒子系统从理论首次提出了粒子系统模型_1J，并用其模拟出了爆炸、烟到技术都得到了进一步的发展，并广泛用于到动画研花等效果

7、。粒子系统采用的是一套完全不同于以往任究中。何绘制的方法来模拟自然景物，它是一种以成千上万目前，在模拟烟花方面，国内外已有一系列的研究个不规则的、随机分布的、形状简单的微小粒子作为基成果。1992年T．Loke等人5提出一种用粒子衍生法本元素来表示自然景物的方法。其中，每个粒子都有来表现烟花粒子轨迹的绘制算法，同时采用链表数据结构的存储方式，实现了多种烟花的特殊效果。陈利平6．7j、甘露IsJ等人通过深入研究烟花燃放过程的特收稿日期：2009—12—01；修回日期：2010—03—18点，给