流體場(chǎng)景的屏幕空間實(shí)時(shí)繪制研究.pdf

1、真實(shí)感流體場(chǎng)景的實(shí)時(shí)繪制是現(xiàn)階段計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題,其應(yīng)用范圍涵蓋計(jì)算機(jī)動(dòng)畫、游戲制作、虛擬現(xiàn)實(shí)等多個(gè)領(lǐng)域。屏幕空間繪制技術(shù)是近來(lái)迅速發(fā)展的實(shí)時(shí)繪制技術(shù),但現(xiàn)有基于各向同性的屏幕空間流體繪制方法難以提取光滑流體表面,為克服此缺陷,本文提出了一個(gè)可在通用圖形處理器上并行處理的基于各向異性的屏幕空間流體繪制框架,能使較大規(guī)模的流體場(chǎng)景繪制達(dá)到實(shí)時(shí),并具有良好的視覺(jué)效果。
　　 本文第一章介紹了流體場(chǎng)景模擬的重要意義

2、,回顧了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)界對(duì)流體模擬的研究歷史,著重介紹了屏幕空間流體繪制技術(shù)和各向異性繪制方法的相關(guān)研究工作,并介紹了本文的主要工作。
　　 本文第二章首先介紹了流體模擬的基本方法,然后闡述作為本文的流體模擬基礎(chǔ)的SPH(Smoothed Particle Hydrodynamic,平滑粒子流體動(dòng)力學(xué))方法,并提出本文的屏幕空間SPH流體繪制框架。針對(duì)以往屏幕空間繪制方法難以獲取平滑表面的問(wèn)題,提出了流體表面平滑模型,該模型包含粒

3、子位置平滑、基于各向異性的流體建模、及深度圖后期平滑這三個(gè)技術(shù)模塊。最后提出改進(jìn)的基于屏幕空間的流體光照模型,并給出了完整的屏幕空間流體繪制方法。
　　 本文第三章提出了屏幕空間流體繪制框架下基于GPU加速的各向異性建模方法。首先介紹了各向異性流體繪制方法在經(jīng)典SPH流體及屏幕空間繪制中應(yīng)用的相關(guān)工作,接著闡述了各向異性流體建模方法,該方法首先從粒子位置數(shù)據(jù)中構(gòu)建各向異性矩陣,再在屏幕空間繪制中應(yīng)用此各向異性矩陣,從而獲取更加平