一种基于粒子的火焰模拟方法

火焰模拟一直是计算机图形学中最具挑战性的问题。提出了一种新的基于粒子的火焰模拟方法,不同于经典粒子系统,统一了粒子和粒子发射器,发射器是特殊的粒子,另外建立了一个速度场实现了具有较强真实感的火焰效果。     

基于GPU的二维流体实时模拟

利用可编程图形硬件的高级语言Cg在GPU上实现了二维流体的实时模拟,充分发挥GPU的并行计算能力加速了模型的解算。采用半拉格朗日方法来求解纳维-斯托克斯方程,保持流体模拟的稳定性;引入了漩涡约束因子弥补模拟中出现的数值耗散;采用纹理来存储计算过程中用到的数据,并将向量数据各个分量存储到纹理单元的4个颜色通道,减少了GPU计算次数;实现结果表明,对二维流体的模拟是高效率的。     

基于粒子系统的导弹尾焰和尾迹的实时模拟

导弹飞行尾焰和尾迹的模拟效果极大地影响飞行类视景仿真的真实感和用户的沉浸感.基于粒子系统的原理,首先,分析了导弹尾焰和尾迹的运动模型:其次,采用了一种新的三元十字交叉粒子系统模型并简化了数学计算模型;另外,还结合纹理映射、公告板技术和其它计算机图形技术,对导弹尾焰和尾迹进行了同时模拟.仿真效果逼真且满足系统实时性的要求.     

一种非真实感绘制的多智能体仿真方法

提出了一种非真实感绘制的多智能体方法。绘制过程分为三阶段:轮廓绘制、素描绘制和多层涂色,每阶段分别由一类智能体进行模拟绘制。绘制智能体定义为具有一定生命周期、类型标识、特征标志等属性以及一定行为特征的智能体,它们不断与绘制环境交互,由局部环境激励触发它们不同的绘制行为。通过自适应地调整行为,绘制智能体能够搜索到各自的特征像素并进行特征绘制,从而完成各自的绘制任务。实验表明,此方法能够较好地模拟画家创作过程。     

一种实时系统中实现可视化仿真模拟测试的方法

探讨了一种为复杂的嵌入式系统搭建软件仿真平台的方法,给出了详细的系统架构和前后台的设计。该方法通过网络协议将界面开发工具和程序开发工具联系起来,从而实现了仿真平台的界面直观、操作方便。这种方法的特点是实现简单,具有通用性,可应用于一般生产监控实时系统中。     

控制系统的一种简单实时在线仿真方法

提出了一种基于Matlab的实时在线仿真实现方法。该方法直接在Windows系统下采用Matlab提供的功能建立其对象模型，对其进行实时仿真，并通过串口与实际控制器连接，以实现在线功能。该方法简单、廉价、易于实现。同时还阐述了该方法在火电厂球磨机模糊控制系统设计中的应用情况。     

像素建模——一种实体建模方法

提出了一种新的建模思想和方法,采用几何信息和直接用像素绘制外观相结合的方法去描述一个物体。这种方法初步把基于图像方法的真实感和几何方法的空间感结合起来,产生了一种物体建模方法的新思路。本文只是提出并进行初步探讨,其中的很多理论问题和关键技术还有待深入研究。     

一种交通信号自学习控制方法及仿真实现

将模糊理论和机器学习应用到交通信号控制过程中，提出了一种基于遗传算法的单路口交通信号模糊控制方法。通过对到达车辆数目的模糊分类，将不同车辆数目到达情况下的信号控制决策方案以规则集的形式存储在知识库中，在交通信号控制过程中使用遗传算法对规则集进行改进。编制该控制方法的仿真程序，对该方法的控制效果与定时控制和感应控制进行了模拟比较，仿真实验的结果说明该方法的控制效果明显优于传统控制方式。     

一种分布式交通信号控制方法及仿真实现

在基于多智能体的分布式道路交通控制概念模型和单路口交通信号自学习控制方法的基础上，提出了一种基于多智能体的分布式交通信号区域控制方法。通过相邻路口信号控制智能体的信息交互和协调，在确保路口绿灯时间利用率较高的前提下，尽量使相邻路口驶来的车队不停车地通过路口。编制交通控制微观仿真软件，在一个由8个路口组成的交通网络中对多种信号控制方式进行仿真实验，实验结果表明这种新控制方法的控制效果明显优于传统的定时控制和感应控制方式。     

一种真实感虚拟月面建模方法

虚拟现实技术的出现为月球漫游车的设计、试验、优化等提供了新的有效手段,构建逼真的虚拟月面是进行该类研究的一个基础。提出了一种真实感虚拟月面建模方法,该方法利用分形技术生成月面基础地形,在此基础地形之上基于两点假设和统计信息添加陨石坑模型和石块,并在外围拼接山坡模型,最后生成效果逼真的参数化、可重用的虚拟月面模型。仿真结果表明该虚拟月面模型满足虚拟现实环境下进行月球车在凹凸不平月面上的运动学、动力学仿真试验的需求。     

基于粒子系统和GPU加速的喷泉实时仿真

使用粒子系统实现的喷泉效果能够有效的增强三维场景的真实感,但传统的粒子系统在实时仿真中,粒子总数最多只能达到一万个左右,限制了喷泉规模和模拟效果.针对上述问题,提出了基于GPU加速的粒子系统喷泉模型,该方法将所有计算全部放在GPU中进行并行加速处理,提高了算法的运算速度,能够对100万数量级的喷泉粒子进行实时绘制,同时还模拟了水滴运动的视觉图像残留效应,有效地提高了喷泉的真实感.     

基于流体模型和GPU加速的火焰实时仿真

针对目前基于物理模型模拟火焰的计算量大、复杂度高,很难进行实时模拟的问题,提出了一种基于流体模型和GPU加速的火焰实时模拟方法,该方法根据火焰的不可压缩、低密度、无粘性等特点,通过流体方程计算火焰的物理属性,并将其求解过程在GPU中并行加速,从而大幅度提高了算法的运算速度,实现了火焰的实时模拟,并取得了较真实的模拟效果。     

基于生物模型和GPU加速的实时鱼类运动仿真

针对目前鱼类运动实时模拟系统计算量大、复杂度高、很难在普通PC上进行实时模拟等问题,提出了一种基于生物模型和硬件加速的鱼类运动实时模拟方法,该方法在对鱼类生物模型和运动进行分析的基础上,对鱼类进行模块化建模,同时对鱼的运动进行分解并设计了统一的鱼类运动函数,通过GPU进行并行加速处理,提高了算法的运算速度,实现了在普通PC上的鱼类实时运动模拟,并取得了较好的效果。     

基于可编程GPU的红外场景仿真实现

针对以前红外仿真方法细节差、实时性不高等技术难点,提出了一种新的红外物理模型实现方法。该方法将物理信息与物体的几何模型顶点绑定,提高了对红外场景的描述细节。该方法对物理模型的计算在CPU与GPU之间进行了分配,充分利用了可编程GPU的强大运算能力,有效提高了红外场景生成的实时性。讨论了几种典型探测器效应的添加方法。使用仿真图像来说明所提出方法的有效性,同时分析了该方法的优缺点。     

基于GPU的体绘制流水线优化与预处理加速算法

提出一种基于GPU的体绘制流水线优化与预处理加速算法。对目前GPU体绘制流水线结构进行了深入地分析,为消除流水线速度瓶颈,采用自适应数据划分剔除算法对体数据进行子划分,剔除空白子块后将子数据块定义成子纹理块,然后使用体纹理打包算法VTP将子纹理块打包成适合GPU纹理内存的纹理,再依次传输至GPU纹理内存中。实验结果表明加速算法能有效提高流水线实际吞吐率,与原始算法相比,加速算法节省了40%~60%的绘制时间。     

GPU结合OGRE技术在红外场景仿真中的应用研究

针对红外场景仿真实际的需求,在梳理OGRE三维渲染引擎以及图像处理器GPU技术特点的基础上,对GPU结合OGRE技术实现红外场景仿真的可能性做了全面的技术分析,并详细介绍了三维场景建模、场景数据组织形式、数据格式选择、红外场景仿真实时性的解决办法等四个实际应用的技术要点.最后通过实拍图和仿真生成图的比对,证明该方法的有效性.     

基于GPU实时绘制多种颜色的毛发

利用顶点绘制器来实现在GPU中进行毛发渲染,加快了绘制速度。再对几何模型面片进行扫描并作不同的标示符,结合Lengyel的毛发绘制算法,实时生成多种颜色的毛发的混杂效果。我们的方法把模型切分成不同的渲染部分,通过平滑的过渡从一种毛发转到另一种毛发上。     

GPU上的实时三维云仿真

云的建模和绘制-直是计算机图形领域研究的挑战之一.提出了一种全在GPU上的三维云模拟和渲染的框架,从面片生成、排序和渲染全在GPU内完成.云建模采用编制的云模型编辑器对云的形状和颜色等属性进行编辑,通过面片组合生成三维云几何模型.云的渲染方面,采用GPU上实现的bitonic排序方法对组成三维云的面片进行排序以实现正确的alpha混合;并将图形引擎特性-几何着色器引入到GPU上的三维云渲染中,实现三维云几何形体在GPU中的生成.开发了三维云生成和渲染模块,实现了可视化仿真应用中大规模和实时渲染的三维云仿真模块.     

基于GPU加速的分形地形生成方法

针对分形方法生成大规模地形数据时计算量大和运算速度慢的问题,提出基于GPU加速的分形地形生成方法,将Diamond-Square分形地形生成算法转化为CUDA线程块并行执行过程,使地形生成过程完全在GPU中加速执行,在取得较好模拟效果的同时,显著提高了算法的运算速度。