基于粒子系统的火箭发射烟雾特效实现

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1、软件时空中文核心期刊《微计算机信息》(管控一体化)2008年第24卷第12-3期文章编号:1008-0570(2008)12-3-0248-02基于粒子系统的火箭发射烟雾特效实现DesignandRealizationofSpeciallyEffectofRocketLaunchSmokeBasedonPaticleSystem（国防科技大学计算机学院）张海山吴家铸ZHANGHai-shanWUJia-zhu摘要:该文通过分析火箭发射过程中烟雾的外观形态,给出了一种基于粒子系统,通过OpenGL编程实现的烟雾特效生成方法。并结合工程实际,在VegaPrime中实现了基于这种方法的火箭发

2、射烟雾特效。关键词:烟雾模拟;粒子系统;OpenGL;VegaPrime中图分类号:TP391.9文献标识码:AAbstract:Aimingattheappearanceandshapeinthelaunchprocessofrocket,thewaysandmeansofcreatingthespeciallygoodeffectofsmokewhichisbasedonparticlesystemandisrealizedbyOpenGLareprovided.Basedonthewaysandmeansandcom-biningtheprojectpractice,thespe

3、ciallygoodeffectofsmokeofrocketlaunchsmokeisrealizedinVegaPrime.Keywords:smokesimulation;Paticlesystem;OpenGL;VegaPrime技引言原来粒子的运动用面片顶点的运动代替。几十个平面就可以表现原来成千上万个粒子呈现出来的形态。这种方法虽然降低了术火箭发射时的烟雾特效是航天领域可视化仿真技术中特模拟的物理真实性,但在只要求视觉效果而不需要进行物理模型殊效果的一个重要方面。仿真软件VegaPrime提供了丰富的特仿真的虚拟现实和视景仿真等环境中,却能同时达到实时性和真创效，但遗憾的是

4、它表现这种特定动态的烟雾特效效果不是很理实性。由于我们对实时性只要求视觉上的效果,因此我们采用这想。为了能够更真实的模拟火箭发射烟雾，我们开发了一种基种粒子系统与纹理结合的方法来实现火箭发射烟雾特效。新于粒子系统，用OpenGL编程实现的发射烟雾生成方法。然后在VegaPrime中调用OpenGL函数从而逼真的实现了火箭发射烟2火箭发射烟雾形体生成动态分析幕的可视化模拟。及OpenGL程序实现1粒子系统方法火箭烟雾的外形生成是不规则的。为了简化模拟过粒子系统方法最早由ReevsW.T.于1983年提出，现已广程，提高效率，又不失逼真效果，基于OpenGL我们做了以泛应用于模糊景物的模拟

5、，如烟、云、火光、雷电、衣服的褶皱、下步骤的工作：爆炸场景等自然景物。粒子系统方法的基本思想是用许多形状（1）把不规则的火箭发射烟雾外形简化为规则的三维几何简单且赋予生命的微小粒子作为基本元素来表示物体。侧重于体。我们根据火箭发射烟雾生成的过程，根据其形体和变化因物体的总体形态和特征的动态变化，把物体定义为许多不规则素，把它简化为两部分。一是火箭喷出的尾焰部分，二是气流冲的、随机分布的粒子，而每个粒子均有一定的生命周期。随着时击地面生成烟尘部分。把它们简化为两个圆台，如下图所示：间的推移，旧的粒子不断消失(死亡)，新的粒子不断加入(生长)，借助粒子的这种出生、成长、衰老和死亡的过程，能

6、够较好地反映模糊物体的动态特性。同时，与粒子有关的每一个参数均受到一个随机过程的控制，以规定粒子在系统中的形状、特征及运动。粒子系统方法是迄今为止用于描述不规则物体比较成功的方法之一，尤其是对于边界不明显的模糊物体的模拟显示出独特的优越性。该方法具有以下三个显著的特点：细长的为火箭喷出尾焰部分，叫做D；另一个为气流冲（1）对物体的描述不是通过原始的具有边界的面片集合来击地面部分，叫做B。每个圆台其实是由很多个轮廓四边形描述，而是通过一组定义在空间的原始粒子来描述。组成的。（2）粒子系统不是一个静止实体，每个粒子的属性均是时（2）设定参数，根据发射过程（这里以时间t为变量）的变间的函数。

7、化，动态的变化圆台的参数。这里设定圆台D的高为Dh，上底（3）由粒子系统描述的物体不是预先定义好的，其形状和半径为Dr1，下底半径为Dr2；圆台B的高为Bh,上底半径为位置等属性均用随机过程来描述。Br1，下底半径为Br2。以时间为变量，分别给出Dh，Dr1，Dr2，采用结合粒子系统和OpenGL纹理贴图的办法，可以减少粒Bh，Br1，Br2的变化参数，它们的变化随着火箭升空的过程不断子的数量，提高实时的渲染效率。基本思想是用贴纹理的二维平变化