虚拟交通场景中的雨雪仿真

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第lIl页Therainandsnowsimulationalgorithmhasbeentestedwhichverifiedthecorrectnessandthereal—timepropertyofsimulationsystem．Inthisthesis，anultimatesimulationofrainandsnowparticleonthevehicle．windshieldhasbeenachieved．Thereal．timesimulationresult．whichisimmers

2、ive，satisfiestherequirementsofdrivingsimulator．TheproposedsimulationmodelcanachievedifferentintensitiesofrainandsnoweffectsOilvehicle—windshieldbyadjustingthenumberofsystemparticles，whichhaslittleeffectonsystemperformance．Keywords：driving-·simulator；vehicle--windshields

3、imulation；rainandsnowsimulation；real-timesimulation西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密√使用本授权书。(请在以上方框内打“√’，)学位敝作者躲粥o、绎指剥雠：日期：

4、≥厉，／，甲日期：≥卟。6。’西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：(1)本文在粒子系统理论分析和总结的基础上，结合粒子系统的基本原理和基本模型，总结出车辆挡风玻璃上粒子系统的通用结构和算法。(2)本文根据汽车驾驶仿真的特点，总结出雨雪仿真系统的总体目标和功能目标，设计出仿真系统的总体框架和处理流程。(3)设计并实现应用于模拟车辆挡风玻璃上雨雪粒子的特效仿真系统。(4)将论文中设计的仿真系统进行实验，通过实验验证了仿真算法的可行性和实时性。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独

5、立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。⋯⋯躲势小野日期：办匆．f，垆西南交通大学硕士研究生学位论文第1页1．1课题背景第1章绪论汽车模拟驾驶系统是由模拟驾驶舱和虚拟驾驶场景组成的，主要应用于驾驶员培训和各种交通状况的模拟【¨。由于场景的真实性决定了驾驶者的感知程度，因此系统对虚拟场景的逼真度要求较高。雨雪天气是虚拟驾驶场景中不可或缺的一部分，同时也

6、是体现场景真实性的重要组成部分。在过去多年的研究中，雨雪的模拟已取得一定的成果，提出了多种建模和渲染的方法12．4]，大部分的研究重点放在宏观天气现象，例如基于粒子系统理论的雨雪天气的模拟[5,61。粒子系统能够满足虚拟驾驶场景中宏观雨雪现象模拟的需求，但汽车模拟驾驶系统不仅需要模拟场景中的雨雪效果而且还需要模拟挡风玻璃上的雨雪特效，然而粒子系统无法满足系统需求，因此模拟驾驶系统需求一种既能模拟宏观天气场景又能模拟视窗上雨雪特效的仿真系统。1．2国内外研究现状目前在雨雪仿真方面，国内外都进行了比较全面、系统的研究，也提出了一些比较切实

7、可行的方法17,8J。2005年，西安电子科技大学的徐利明提出基于粒子系统与OpenGL的实时雨雪模拟方法【9】。2009年，范乃梅利用粒子系统实现了虚拟场景中雨雪的实时模拟00]。2003年，长春空军第二航空学院的王润杰实现了基于粒子系统的实时雨雪模拟【111。2008年，杨述华实现了基于粒子系统和Vega的实时雨雪模拟D21。2009年，周凯波实现了基于粒子系统和纹理滚动的实时雨雪模拟113]。2007年，张汉清提出了基于GPU粒子系统的战场实时雨雪效果模拟的算法【l41。2008年，陈华杰提出了基于粒子系统与LOD技术的实时雨雪

8、效果模拟算法【l51。基于粒子系统的模拟降雨场景如图1．1所示；基于粒子系统的模拟降雪场景如图1．2所示。在雨雪粒子特效仿真方面，国外学者做过相应的研究。其中具有代表性的研究是日本广岛大学的Kaneda教授对雨滴的研究，