粒子系统在计算机游戏中的应用与方法研究

粒子系统是模拟自然景物中运动模糊物体非常有效的一种图形生成方法。本文通过对粒子系统的生成及描述过程的研究,设计并实现了一个应用于计算机游戏领域中的粒子系统,并给出了游戏火焰粒子特效实例。     

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.     

数字电压表的VHDL程序设计与硬件实现

将FPGA与模数转换器TLV571相结合设计了数字电压表.用VHDL语言编程实现了模拟电压的测量、模数转换、计算与读取,用状态机完成了FPGA对TLV571的控制.将数字电压、模拟电压的BCD码与ROM地址、数据一一对应,用查找表的方式从相应的ROM地址中取出高4位和低4位BCD码,对二者进行BCD码加法运算即可获得模拟电压值.通过实验平台测试验证了数字电压表设计的正确性.     

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.     

应用粒子系统构建云雾模型

随着科学技术的发展以及互联网的广泛应用。使用计算机图形学和虚拟现实技术对不规则物体进行模拟现今已经在国防、气象、网络架构等领域得到了广泛的应用。使用粒子系统对云雾等不规则图形进行模拟可以极大地减小模型3D真实度对计算机配置的需求,降低平台架构难度。同时由于粒子系统建立模型的随机性使得建立的模型具有更加自然的视觉效果,更加合理的物理学结构从而能在广泛的领域得到应用。本文应用粒子系统与纹理过程函数相结合的方法对自然景物中的云雾模型进行模拟,在具体的模型绘制过程中应用纹理映射和Billboard技术来实现,从而提出了一种多种建模方式相结合的模拟不规则物体的全新方法。     

基于粒子系统的水蒸气流动的模拟

针对蒸气在高压给水加热器内流动的特点，首先介绍了运用粒子系统模拟自然景物的一般步骤，然后分析了蒸气在加热器内部流动的属性，最后提出了基于粒子系统的水蒸气流动模型系统及其模拟结果。     

面向对象的通用粒子系统设计及其在火焰模拟中的应用

设计了一个通用的粒子系统,基于面向对象的思想描述了一套粒子系统应用程序接口（API）的设计。该粒子系统API采用合理的数据结构,设计了一套高效的粒子生成、管理方法,并采用高速OpenGL渲染引擎,使之能够满足在普通PC机上模拟不规则的自然景物的需求。同时,它还具有相当的灵活性和可扩展性。该粒子系统被用于火焰的模拟中,仿真实验表明模拟出的火焰具有较强的真实感。     

基于IFS系统与Matlab的自然景物模拟仿真

阐述了分形理论中迭代函数系统(IFS)的基本原理.根据线性IFS随机迭代算法,利用Matlab软件编程,简单而逼真地模拟了自然景物中的树叶、树与山.     

自然景象的三维模拟方法研究与应用

自然景物的模拟是计算机图形学领域和虚拟现实领域的研究热点和难点。不规则模糊物体的建模和实时绘制方面都有很多值得研究的问题。尤其是对动态自然景物如云、雾、烟、雪、水流、火花等的模拟,更具挑战性,这是由于传统的造型方法很难描述它们的形状和运动。总的来说,模拟自然景物的方法有两种:一种是采用基于物理的造型技术,另一种是采用粒子系统。     

基于LabVIEW的串行通信实现

运用美国National Instruments公司开发的图形化编程软件LabVIEW,结合VISA Runtime串行通信组件,设计了一个基于LabVIEW的串行通信界面。该界面具有设计合理、操作简单等特点,可以实现串行接口配置、数据组合、数据清空、自动发送、统计发送/接收的字节数、传输数据保存与读取等功能。通过计算机RS-232串行接口实现了2台计算机的联机。当2台计算机同时运行该软件时,通过该通信界面可以实现2台计算机实时数据的传送和接收,从而实现基于LabVIEW的串行通信。     

基于单总线通信技术A/D芯片的数据采集卡

针对应用数据采集的场合越来越多的情况,设计了基于单总线通信技术A/D芯片的数据采集卡,用单总线A/D转换芯片DS2450遵从单总线通信协议,将其转换结果采集到单片机的存储器中,PC机通过ISA总线利用VC 6.0编程实现,读取并显示转换结果。该采集卡可以应用在多种场合,为现场采集数据提供便利。     

嵌入式系统在起重机吊具防摇控制中的应用

针对起重机吊具防摇系统中PLC实现模糊PID控制算法的迟滞性及编程工作量大等问题,提出将嵌入式系统运用到其防摇控制中.系统采用主从控制方式,将嵌入式处理器设定为从机工作模式,PLC设定为主机工作模式.从机负责起重机吊具参数的采样和模糊PID控制算法的运算,主机根据从机运算结果负责控制起重机小车电机的转速和方向,通过主从机协同控制达到起重机吊具防摇的目的.串行通讯接口RS485保证主从机数据的可靠通信.系统借助嵌入式处理器运算平台,通过运用C语言编程,实现模糊PID防摇控制算法,程序简洁,处理器读写指令周期短,提高了系统的数据处理能力和控制效率,嵌入式处理器与PLC主从控制方式增加了系统结构的灵活性.同时,结合模糊PID算法的自适应特性,使系统具有较强的鲁棒性.     

基于μC/OS-Ⅱ的温度场实时测量系统设计

生物酶催化温度场实时测量系统,需要高速、同步的采集反应器皿底部的多点温度,为了满足系统高速同步多点测量的需求,使用ATmega128作为系统的MCU,并在其上嵌入了实时操作系统μC/OS-Ⅱ,以提高系统的实时性和稳定性,降低了单片机单任务顺序执行方式所常有的死机现象.在温度场测量方面,将DS18B20温度传感器常用的串行操作改为并行操作,通过软件编程实现了同时读取多路温度数据的目的,使得读取一路温度数据的时间与读取多路温度数据的时间几乎相同,达到了高速测量的要求,很大程度上提高了温度采集的效率,满足了生物酶催化反应分析仪的需求.     

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。     

基于PC机的汽车故障诊断系统研究

通过对ISO 9141诊断通信协议的分析,针对使用该协议的汽车车载诊断(OBD)系统,开发了协议转换电路板、基于PC机的汽车故障诊断应用软件。它通过数据连接口(DLC)与车载电控单元(ECU)通信,以获取故障诊断数据。软件部分的设计采用Visual C++编程,这使串口通信模块能够为应用程序提供良好的软件接口,达到更好地处理数据、分析数据的目的。诊断软件采用了基于对话框的MFC编程,实现对诊断信息采集、故障码读取和消除、数据流显示和分析、实时动态曲线展示的功能。     

短波MODEM 与计算机串口通信的实现

首先介绍一种应用于收发一体半双工短波电台的短波MODEM与计算机串口通信的几种方式，并分析短波MODEM与计算机串口通信实现的方法，详细阐述其通信编程中几个关键技术。实验结果表明：编制短波MODEM与计算机串口之间的通信程序可实现实际信道数据对通。这说明基于线程事件驱动方式的短波MODEM与计算机串口之间通信编程方法行之有效。     

NMR谱仪匀场电源初始参数的设置和控制

为了实现匀场电源初始参数的设置和控制,采用STC89C58单片机作为控制器.M95040电可擦除只读存储器用于存储匀场电源初始参数.通过PC机与单片机之间的串口通信以及单片机与电可擦除只读存储器之间的SPI接口通信实现匀场电源初始参数的写入与读取.调试取得了预期的结果.     

粒子系统在复杂风场及湍流场中的实现

为真实地模拟气溶胶在复杂风场中的输运扩散效果,提出一种将计算流体力学计算的风场结果与粒子系统相结合的方法.以一个存在障碍物的三维区域为例,采用非结构四面体网格对其进行网格划分,运用计算流体力学方法对这一区域的风场和湍流场进行求解;在仿真平台Unity 3D中建立了与计算模型对应的环境模型,并将风场和湍流场的计算结果导入环境模型中,实现了风场在虚拟环境中的可视化.在环境模型中建立了粒子系统,并在存储于非结构网格中的风场及湍流场的作用下模拟了粒子系统的运动变换,实现了虚拟环境中复杂风场、湍流场条件下的气溶胶的扩散仿真.     

基于粒子系统的电视字幕爆炸特效的实现

粒子系统是一套新颖特殊的绘制景物的方法,本文针对电视字幕爆炸特效制作具有实时性等特点,提出了一种运用两级粒子的方法来模拟爆炸特效,并用VC 程序予以实现,结果表明图像绘制快速方便,图像效果生动逼真,能很好满足字幕制作要求.     

基于分形的真实感景物模拟研究

分形方法可以模拟传统欧氏几何方法所不能描述的各种自然景物。运用分形几何学原理和方法,利用Java可以绘制出具有真实感的自然景物。在此给出了分形插值算法绘制云彩的实现过程。结果表明,此方法对自然景物的模拟非常逼真,可以在虚拟场景的自然景物生成中得到应用。