基于分布函數(shù)的空天場景中各向異性散射云的模擬與繪制.pdf

1、受國家“863”計劃項目“空天XXXX”的資助，研究空天戰(zhàn)場的仿真。本文是該項目的子課題，研究空天漫游系統(tǒng)中云的建模與繪制。云作為空天戰(zhàn)場環(huán)境的重要組成部分，對環(huán)境模擬結(jié)果的真實性有很重要的影響。然而空天戰(zhàn)場仿真是一個巨大而復(fù)雜的系統(tǒng)，有很多的構(gòu)成要素，云的仿真必須占用很少的資源；由于云形成的物理過程極其復(fù)雜且形狀變化多樣，因此模擬出滿足空天戰(zhàn)場環(huán)境中形狀多樣且實時性高的云就顯得非常的有意義。
　　首先，針對粒子系統(tǒng)模擬云實時性低

2、的問題，提出使用分布函數(shù)的云建模方法，通過設(shè)置不同分布函數(shù)控制粒子屬性，使用軌跡函數(shù)控制粒子消亡從而控制云的形狀，解決粒子系統(tǒng)建模過程中由于粒子數(shù)量龐大及運(yùn)動規(guī)律難以提取對系統(tǒng)實時性的影響。
　　其次，針對光在云層中傳播路徑復(fù)雜、紋理數(shù)據(jù)計算量大的問題，引入基于陰影關(guān)聯(lián)表和變形球光照紋理數(shù)據(jù)庫的表查詢技術(shù)，在預(yù)處理階段把相應(yīng)的紋理進(jìn)行計算并存儲在陰影關(guān)聯(lián)表中，繪制時通過索引查詢方式獲取紋理數(shù)據(jù)，縮短繪制時間。
　　然后，在實

3、時繪制階段采用面片紋理+Impostor紋理方式進(jìn)行繪制，以滿足不同視點(diǎn)距離對云細(xì)節(jié)度的要求；對使用 Impostor紋理所產(chǎn)生的縮放錯誤進(jìn)行修正，為表現(xiàn)光在云層中的各向異性散射特性，對散射相位函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，實現(xiàn)云粒子的多重各向異性散射。
　　最后，利用VC++及OpenGL編程工具在普通PC機(jī)上，設(shè)計了單一云的繪制及加入云后的空天漫游系統(tǒng)。實驗表明：所生成的云真實性較好，繪制效率高，可以滿足空天戰(zhàn)場環(huán)境中的應(yīng)用。
　　所做