基于粒子系统实现船舶航迹仿真的加速方法

为解决大规模粒子系统的实时性问题,提出一种基于LOD技术和硬件加速技术的混合加速技术.根据视点与景物间的距离建立粒子系统的LOD模型,并将该模型融入基于GPU的渲染流程中.整个实现流程采用FBO技术,通过两遍渲染方式完成粒子系统的绘制.虚拟海洋场景的船舶航迹实时试验表明,该方法可显著提高粒子系统的运算效率和绘制速度,与未采用任何加速策略而单纯基于CPU的绘制方法相比,其绘制效率提高近12倍.     

基于粒子系统的海量云层数据的可视化研究

云层数据的可视化对于场景的真实展示十分重要,但是由于PC终端硬件设备的限制以及市场对于云层数据可视化仿真精度要求的不断更新,云层数据可视化一直以来都是研究人员研究的热点。本文在总结前人多种绘制方法的基础上,提出了一种利用粒子系统进行云层数据可视化的方法,并使用了LOD（Levels of Detail,简称LOD）的方法,在不影响整体可视化效果的前提下,降低了某些云层的绘制精度,从而减少了CPU的运算量,提高了场景的实时性和适应性。     

基于视频动态纹理与粒子系统的雨景模拟

用计算机来模拟雨景是影视制作中经常面临的一个课题.目前主要采用的粒子系统方法一般都需要大量的粒子和复杂的物理模型,而基于视频处理的降雨绘制算法虽然能用于图像和视频处理,还无法支持三维场景的绘制.本文提出了基于视频动态纹理与粒子系统相结合的思想,结合了粒子系统随机性、高效性,视频纹理方法简单,计算量小的特点,基于VC++...     

基于四叉树LOD技术绘制大地形的改进算法

分析基于四叉树的多分辨率网格简化技术LOD（Level Of Detail）的优缺点,在Lindstrom的基于定点化简准则的基础上,提出基于四叉树的LOD模型改进方法,即用最小二乘法估计地形精细度,用时间连续性方法处理视觉突起,用空间连续性方法处理T型裂缝。实验表明,改进的算法在一定程度上提高了地形漫游的运行效率并实现视点移动时地形绘制的平滑过渡。     

基于体纹理的瀑布碰撞检测

与采用层次包围盒的瀑布的碰撞检测不同,采用将地形图元的平面方程,通过实例化技术绘制到体纹理;通过瀑布粒子运动位置对体纹理进行采样,由粒子与平面的距离判断瀑布粒子是否与地面发生碰撞;并根据反射规律决定瀑布粒子碰撞后的运动,绘制出瀑布下落后沿着地表面随着地势流动的效果。实验表明,这种方法能够满足实时性绘制要求。     

无缝LOD算法在大规模地形绘制中的实现

采用无缝LOD算法,将地形分割成不同分辨率的矩形节点,每个矩形由四个不同分辨率的三角形片和连接三角形的缝合带组成,实现了大规模地形的实时绘制,有效提高了地形绘制质量,绘制速度较传统LOD算法提高了近一倍。     

基于OpenGL索引顶点数组的大尺度海面LOD算法

分析了大尺度海面与地形数据的区别,提出一种基于OpenGL索引顶点数组的细节层次(LOD)算法.采用视点相关技术,建立了一种网格模板,将每级网格划分为8个矩形区域和4个T型裂缝缝补区域,使用索引顶点数组高效绘制所有区域.根据视点进行可见性判断,对可见点使用P-M海浪谱实时反演海面数据,逼真地实现了大尺度海面的漫游.     

基于体纹理技术的瀑布与地形碰撞检测

采用体纹理技术进行瀑布与地形的碰撞检测.同采用层次包围盒的瀑布的碰撞检测不同,该方法将地形图元的平面方程通过实例化技术绘制到体纹理,再通过瀑布粒子运动位置对体纹理进行采样,由粒子与平面的距离判断瀑布粒子是否与地面发生碰撞,并根据反射规律决定瀑布粒子碰撞后的运动,从而绘制出瀑布下落后沿着地表面随着地势流动的效果.实验表明,该方法能够满足实时性绘制要求.     

虚拟交互漫游系统关键技术研究与实现

面向虚拟校园漫游系统的需求,探讨了在构建虚拟交互漫游系统过程中涉及的三维可视化建模、碰撞体检测、球状天空盒、LOD（Level Of Detail）、漫游实时进度保存等关键技术,并基于VisualStudio2003编程工具,实现了虚拟驾驶汽车漫游校园的交互式漫游系统。最后提出若干改进设想。     

基于动态纹理和粒子系统的喷泉模拟

喷泉效果可以大大增强虚拟现实系统的沉浸感.粒子系统是实现喷泉效果的有效方法,但该方法由于需要大量三角形单元的绘制,会降低虚拟现实系统的实时性.这里采用矢量控制法来建立粒子系统喷泉模型,然后渲染成一定幅数的连续图像,将这些图像作为贴图,同时采用billboard技术和动态纹理技术实现纹理喷泉的绘制,既保证了系统的真实感,又提高了系统的实时性.     

树木模拟的粒子系统模型及其实现

以树木的静态造型为背景，提出一种基于骨架定制和粒子系统模型的树木模拟方法．内容包括基于粒子系统方法的树木形态结构描述与生成，基于粒子系统模型的树木生长模拟，以及由粒子系统法生成的树木模拟结果和进一步的工作设想等．     

利用粒子系统实现喷泉模拟

为了实现喷泉的实时模拟,构建出一种基于粒子系统的喷泉系统模型。分析模型中粒子的属性及其变化,加入风力和阻力等粒子属性,实现粒子在复杂受力情况下的实时动态模拟。采用Visual C++6.0为编程工具,三维动画环境由OpenGL支持,在Windows XP环境下开发了基于粒子系统的三维喷泉模拟系统。实验证明该算法实现简单,模拟的喷泉效果满足实时性和逼真性的要求。     

颗粒阻尼器减震控制的数值模拟

基于离散单元法,建立了颗粒阻尼器对多自由度结构进行减震控制的数值模拟方法,并介绍了系统参数的取值方法.该方法采用合理的计算时步和高效的接触检测算法,能较好地模拟颗粒间以及颗粒与容器壁之间的相互作用.开展了附加颗粒阻尼器的多层框架的振动台试验,通过试验结果与数值模拟结果的对比发现两者吻合良好,说明该数值方法可以较好地模拟颗粒阻尼器的减震控制效果.     

基于粒子系统的可控位置的烟花模拟

粒子系统是用来模拟不规则运动物体的一种比较有效的方法。首先阐述了粒子系统的基本原理,对烟花粒子系统的基本模型和燃放原理进行了分析。然后利用粒子系统的基本原理,结合烟花燃放的具体特点,建立了基于粒子系统与纹理映射的烟花动态模型。模拟了烟花从上升到爆炸,再到消失的过程。在已建好的模型中结合VisualC++6.0提供的鼠标消息函数,通过鼠标来控制烟花燃放的位置。实验结果表明,该方法满足实时性和逼真性的要求,使得烟花模型可控性、灵活性加强。     

颗粒振动及耗能特性研究的弹塑性接触建模方法

提出一种颗粒弹塑性接触的通用建模方法来研究颗粒系统的振动及耗能特性.构造颗粒法向塑性接触本构方程基本形式,并采用有限元法(FEM)获得无量纲本构关系;提出颗粒弹塑性细观接触加-卸载多路径模型,给出了颗粒塑性接触能量耗散的计算公式.采用离散单元法(DEM)对简谐激励下颗粒系统的振动和耗能特性进行了数值仿真分析.结果表明,颗粒使系统产生非线性振动,颗粒介质在系统进入共振区的前后均呈现出类似混沌的复杂非线性运动状态.颗粒间的法向塑性接触没有改变颗粒阻尼效应的主要耗能方式,但对颗粒动态接触行为及颗粒系统动力学特性产生重要影响.     

基于粒子系统动态烟花的模拟

阐述了粒子系统的基本原理及建模方法,对烟花粒子系统的基本模型和燃放原理进行了深入的研究,设计并实现了一个基于VC＋＋和OpenGL的烟花粒子系统。     

基于OGRE粒子系统的喷泉模拟

粒子系统在计算机图形学中占有至关重要的地位,被用于实时模拟自然景物和现象中.在粒子系统的基本理论结构上研究了面向对象的图形渲染引擎（OGRE）粒子系统的核心原理以及粒子脚本语言.提出了一种基于OGRE粒子系统的喷泉模拟方法,在该图形渲染引擎下实现了多种喷泉效果.使用这种简本语言使程序员更容易开发,大大提高了喷泉模拟的开发速度和开发效率.     

云层背景下粒子滤波目标跟踪方法研究

对粒子滤波理论及其实现方法进行了研究.通过模拟实验验证了其优于卡尔曼跟踪的性能,并结合基于双正交小波的边缘形心提取方法和粒子滤波跟踪方法,构建了其跟踪框架.通过粒子数和系统状态转移方程的恰当选择,实现了云层背景下对背景简单的点目标和存在遮挡和旋转变化情况下的大目标进行跟踪.最后通过实验分析了粒子数目和状态方程的选取对跟踪精度的影响.实验证明,结合鲁棒性的小波检测方法和具有"多峰"描述的粒子滤波算法构造成的跟踪器,在运动目标存在局部遮挡和旋转变化等情况下能够实现稳定的目标跟踪.     

结构损伤识别的序贯辅助粒子滤波方法

提出一种非平稳动力系统突变参数识别的序贯辅助粒子滤波方法（SAPF方法）．该方法采用的重要抽样密度函数是一种依靠系统过去状态与系统最近观测量的联合密度函数，因此该方法具有较强的时域在线识别能力，比传统的粒子滤波方法更适合进行非平稳动力系统的参数识别．数值仿真结果证明了此方法在结构损伤在线识别中的有效性．     

移动机器人定位的自适应功率调节射频识别系统

针对超高频UHF (Ultra High Frequency)射频识别RFID (Radio Frequency Identification)技术,提出了一种应用于移动机器人自定位的RFID自适应功率调节方法.在粒子滤波算法中,采用马氏距离作为粒子权重的评价函数,避免了粒子分离问题;同时,给出了粒子滤波定位性能的评价指标,并依此动态调节RF（Radio Frequency）功率,来适应当前局部环境中标签的分布特征.实验结果表明,该方法定位精度较高且一致性较好,同时优化了系统能耗.