基于粒子系统三维动态云的快速仿真算法-论文.pdf

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1、第26卷第1期系统仿真学报◎V0I．26No．12014年1月JournalofSystemSimulationJan．，2014基于粒子系统三维动态云的快速仿真算法潘秋羽，毕硕本，陆良虎，石银(1．南京信息工程大学计算机与软件学院，南京210044：2．南京信息工程大学遥感学院，南京210044)摘要：提出了一种基于粒子系统的快速的云三维仿真算法，兹方法首先使用给定的若干球体模拟云的轮廓，并由这些球体确定产生粒子的长方体包围盒。根据粒子系统的原理在包田盒中随机她产生粒子，并力这些粒子赋予颜色、大小和速度等初始属性，比较粒子与

2、球体的位置关系，若粒子包含于球体中，粒子为云粒子，最后对云粒子进行渲桀和绘制实现云的三维模拟。由于粒子时刻处于运动中，故每膈一段对闽需更新粒子的属性，若粒子运动曲球体需将其删除，这样通过粒子的运动模拟云的动态效果。最后通过实验证明了该方法能够快速地产生形状各异的真实感较强的三维云，并且能够实现云的动态模拟。关键词：粒子系统；包围盒；云建模；三维可视化中图分类号：TP391．9文献标识码：A文章编号：1004．731X(2014)01—0085．05FastAlgorithmBasedonParticleSystemforSim

3、ulating3DDynamicCloudsPANQiu-yu，BIShuo—ben。，LULiang-hu，SHIYin(1．SchoolofComputer&Sottw~e，NanjingUniversityofInformationScienceandTechnology,Nanjing210044，China；2．SchoolofRemoteSensing，NanjingUniversityofInformationScienceandTechnology,Nanjing210044，China)Abstract：Af

4、ast3Dcloudsimulationalgorithmbasedonpaniclesystemwasproposed．／tusedthegivenseveralspherestosimulatetheoutlineofcloudsanddeterminedtheboundingboxofcloudparticles．Thentheparticleswerejudgedwhethertheywerepartofcloudparticlesbycomparingthepositionrelationshipbetweenpar

5、ticlesandspheres．Finally,renderinganddrawingcloudparticlestoreal~e3Dsimulationofclouds．Asparticleskeptmoving,soitwasneedtoupdateattributesofparticlesatinternals．theparticlesmovedoutoJthespheres,theyshouMbedeleted．Bysimulatingthemovementofparticles．themethodimplement

6、edthesimulationoJthemotionofclouds．Atlast，itprovesthatthemethodcanproduceshapesof3Dcloudsquicklyandreallybyseveralexperiments，atthesametimethealgorithmcanimplementthedynamicsimulationofclouds．Keywords：particlesystem；boundingbox；cloudmodeling；3Dvisualization引言实感模拟领域提

7、出了许多新方法，在模拟效率、真实感和实时性等方面取得了较大的进展。云是一种常见的大气现象，其形成条件各异，形状及针对云的外形建模的方法主要分为三类即数值模拟方色彩也随气象要素的变化而千变万化。云的不规则模糊边法、启发式方法和混合式方法，其中具代表性的云建模算界以及复杂的光照特性增加了利用计算机对其模拟仿真的法有以下几种。1984年，Kajiya等_lJ采用的积云对流模型，难度，但由于云在气象研究、虚拟战场、飞行仿真、游戏通过求解简单大气流体动力学方程模拟了尺度较小的云。动漫等领域有着重要的应用，近年来，研究人员在云的真1985

8、年Gardner[】利用谱合成函数生成云的纹理，将其映射到2D椭球表面生成云的静态图片。1992年，Nagel等[3J收稿日期：2012．05．27修回日期：2012—08—21提出的将细胞自动机用于云的生成。Dobashi等I】对这一思基金项目：聚落遗址时空演变规律挖掘研究