仿真平台中基于游戏引擎的展现技术的研究与应用

论文摘要

自然景物的真实感模拟作为计算机图形学的一个重要方面一直就受到极大的关注。通过对不规则物体模拟,人们获得许多逼真、实时的自然景物模拟方法。近些年来,沙尘暴这一灾害性自然现象频繁发生,给人们的日常生产生活带来了严重的后果,引起了社会的广泛关注。论文基于粒子系统方法对沙尘暴这一自然现象进行实时仿真展现,主要研究内容如下：首先,对国内外沙尘暴仿真现状进行了分析。国内外多集中于后期特效处理以及动画处理上,实时仿真较少。其次,对游戏引擎影响展现效果的技术进行了分析研究,对不规则物体模拟方法尤其是基于粒子系统的方法进行深入研究。在粒子理论基础上对沙尘信息包括外观属性、运动形式等抽象提取建模,提出沙尘粒子系统模型。最后,在OGER引擎及其粒子脚本等基础上进行详细的实验设计,运用LOD、布告板以及材质渲染等技术,最终实现沙尘现象在三维虚拟场景中的实时模拟。仿真具有较好的真实感效果并且渲染速度稳定快速。论文将粒子系统应用于沙尘暴的自然现象的建模仿真,取得了较好的真实感以及实时效果,对沙尘现象的仿真可视化模拟具有重要的实际应用意义,在军事训练模拟、虚拟场景、游戏以及城市规划、公共交通等众多领域都具有实际的应用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的研究内容
• 1.4 本文的内容结构
• 第2章 游戏引擎相关技术分析研究
• 2.1 游戏引擎相关技术综述
• 2.2 碰撞检测技术
• 2.3 纹理映射技术
• 2.4 可见性判断和消隐技术
• 2.5 层次细节技术
• 2.6 布告板及替代物技术
• 2.6.1 布告板技术
• 2.6.2 替代物技术
• 2.7 本章小结
• 第3章 不规则物体展现技术研究
• 3.1 不规则物体的展现技术
• 3.2 基于粒子系统的模拟方法
• 3.2.1 粒子系统概述
• 3.2.2 粒子系统技术原理
• 3.3 本章小结
• 第4章 基于粒子系统沙尘暴模拟
• 4.1 沙尘暴自然现象分析
• 4.1.1 沙尘暴定义
• 4.1.2 沙尘暴外观属性
• 4.1.3 沙尘暴动力学原理
• 4.2 沙尘暴粒子系统建模
• 4.2.1 沙尘暴粒子的产生
• 4.2.2 沙尘粒子的初始化
• 4.2.3 沙尘暴粒子的运动模型简化
• 4.2.4 沙尘暴粒子的消亡
• 4.3 沙尘暴粒子的绘制
• 4.3.1 点粒子的绘制方法
• 4.3.2 面粒子的绘制方法
• 4.3.3 随机粒子的绘制方法
• 4.3.4 线粒子绘制方法
• 4.3.5 本文沙尘暴粒子的绘制
• 4.4 本章小结
• 第5章 效果展现
• 5.1 开发工具介绍
• 5.2 OGRE粒子系统下设计思路
• 5.2.1 粒子系统设计模块
• 5.2.2 OGRE粒子系统
• 5.2.3 OGRE优化渲染
• 5.2.4 沙尘效果绘制流程
• 5.3 沙尘暴展现效果分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢