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《电子科技大学》 2009年
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基于OpenGL的3D粒子特效系统设计与实现

吴银霞  
【摘要】: 虚拟场景中的自然景物模拟已经成为计算机图形学的一个研究热点。由于自然景物与规则几何物体不同,拥有大量的细节信息和形状的随机变化,因此使用传统的几何面片来模拟这些细节和随机变化的形状相对困难。而针对上述情况,使用粒子系统能够相对充分地体现自然景观中模糊物体的随机性和动态性,得到良好的模拟效果。例如:被风卷起的树枝、流动中的浮云、园林中的喷泉、湖面上的浪花、山峦间的薄雾、漫天飞舞的雪花、雨幕中的水滴等复杂的三维自然景观,被广泛认为是目前最成功的一种模糊物体建模的算法。 粒子系统理论经历二十多年的发展和完善,已被广泛应用于虚拟现实、三维仿真、游戏开发、电影特效、可视化等领域。基于粒子系统理论的特效系统已成为三维场景不可缺少的建模工具。因此,3D粒子特效系统的开发是非常必要和重要的。本文结合这一实际情况,以前人的相关研究工作为背景和基础,以真实感和系统实时性以及友好的人机交互性为目标,在深入分析粒子系统理论基础上,结合Windows XP操作系统和Microsoft VC++7.1编译环境为开发平台,基于OpenGL图形库设计并实现了一个用于常见自然景物模拟的3D粒子特效系统,完成了雪花、雨滴、喷泉和烟花等场景的模拟。主要工作如下: (1)深入研究了粒子系统理论及其应用,详细分析了粒子系统的基本原理。总结了粒子系统基本模型、粒子系统通用结构和粒子系统的算法框架。 (2)简化了雪景、雨景、喷泉等数学模型,总结出雪景、雨景和喷泉的粒子系统模型。 (3)设计并实现了一个用于常见自然景物模拟的3D粒子特效系统。本文对该系统的系统需求、总体目标、框架结构、处理流程和模块设计都进行了详实的描述。 (4)通过模拟飞舞的雪花、漂落的雨滴、喷射的喷泉和绽放的烟花等场景,验证了系统的有效性和实时性。 (5)通过模拟实验得出了雪花、雨滴和烟花的最佳经验粒子数,以及喷泉模拟效果的关键影响因素。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TP391.41

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【引证文献】
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【参考文献】
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9 周惠;陈善广;沈旭昆;;航天视景仿真特殊效果图形生成技术[A];'2000系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2000年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【二级引证文献】
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1 曹经纬;在华跨国公司外籍高管跨文化适应的压力及应对研究[D];华东师范大学;2011年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
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5 赵效民;3D向掌中进发[N];计算机世界;2003年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴银霞;基于OpenGL的3D粒子特效系统设计与实现[D];电子科技大学;2009年
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3 韩凉;基于粒子系统的虚拟喷泉的仿真与实现[D];东北师范大学;2008年
4 李清畅;基于粒子系统的焰火模拟及其大规模编排研究[D];湖南大学;2008年
5 陈姝慧;三维煤矿虚拟现实系统的实现[D];吉林大学;2008年
6 教传艳;过程仿真场景中基于粒子系统的关键技术研究与实现[D];沈阳工业大学;2007年
7 李哲;基于粒子系统的火焰的实时模拟与绘制[D];东北师范大学;2009年
8 何亮;基于粒子系统的动态自然景物模拟[D];新疆大学;2009年
9 王赟;2050粗轧过程动态显示系统的设计与实现[D];东北大学;2005年
10 葛芳;不规则物体烟花、水波的模拟[D];安徽大学;2010年
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