PDF《硕士学位论文》

t only achieve the collision detection of smoke particles in spreading but also changed the movement situation of the smoke particles automatically and it avoided setting conditions artificially. Furthermore, we use surface particles instead of dot particles to render trail fire, exploration, rain, snow and smoke, so the implementation time is further decreased. And we also use texture map technique, billbord technique and display lists technique to enhance the render quality. At last, this paper develops and implements a demo system, by which it can test the algorithms based on particle system given in this paper. And it deeply discussed how to II Abstract construct 3D terrain, how to construct 3D sky, how to construct 3D substances, and how to interactive control. Experimental results show that our algorithms can produce real time simulation in consumer PC Platform and the effect looks realistic, and these algorithms can be applied widely to virtual scene in games, movies and TV programs. Key Words:Collision Detection, Texture map, Particle system , OpenGL III 目录摘要IAbstract II

第一章 绪论.1 1.1 课题背景及意义

1 1.2 国内外研究现状

2 1.3 本文的研究目标

4 1.4 本文主要的研究工作

4 1.5 本文的结构安排

5

第二章 课题研究的相关技术.7 2.1 虚拟现实技术

7 2.1.1 虚拟现实技术概述

7 2.1.2 虚拟现实技术的建模语言

7 2.2 OpenGL

9 2.2.1 OpenGL的数据类型和特点

9 2.2.2 OpenGL的工作流程

10 2.3 碰撞检测技术

11 2.3.1 碰撞检测的概念和约束条件

11 2.3.2 碰撞检测的分类

11 2.3.3 碰撞检测的算法

12 2.4 纹理映射技术

12 2.5 显示列表技术

13 2.6 公告板技术

14 2.7 双缓存机制

14

第三章 基于粒子系统的虚拟现实技术研究.15 3.1 粒子系统的基本思想

15 3.2 粒子系统基本模型

16 3.2.1 粒子的生成

16 3.2.2 粒子的属性及其初始化

17 3.2.3 粒子的变化及运动

18 1 沈阳工业大学硕士学位论文 3.2.4 粒子的消亡.18 3.2.5 粒子的绘制.19 3.3 粒子系统应用概述.19 3.4 尾焰粒子系统的研究与实现.20 3.4.1 尾焰粒子系统的研究现状.20 3.4.2 圆台形状尾焰粒子系统的研究与实现.21 3.4.3 纺锤体形状尾焰粒子系统的研究与实现.25 3.4.4 粒子系统中粒子的绘制及优化.28 3.4.5 算法小结.31 3.5 爆炸效果粒子系统的研究与实现.32 3.5.1 爆炸效果粒子系统运动状态的研究.32 3.5.2 爆炸火焰粒子系统的研究.33 3.5.3 爆炸碎片粒子系统的研究.34 3.5.4 爆炸烟雾粒子系统的研究.37 3.5.5 爆炸粒子系统算法小结.39 3.6 雨雪粒子系统的研究与实现.39 3.6.1 雨雪粒子系统的研究现状.39 3.6.2 雨雪粒子系统的实现.40 3.6.3 雨雪粒子系统的绘制及优化.41 3.6.4 雨雪粒子系统算法小结.42 3.7 室内烟雾粒子系统的研究与实现.43 3.7.1 室内烟雾粒子系统的研究现状.43 3.7.2 室内烟雾粒子系统的运动和实现.44 3.7.3 室内烟雾粒子的碰撞.45 3.7.4 室内烟雾粒子系统算法小结.47

第四章 过程仿真演示系统的设计与实现.48 4.1 过程仿真演示系统总体设计思路.48 4.2 过程仿真演示系统的详细设计任务.48 4.3 过程仿真演示系统的功能模块设计.49 4.4 过程仿真演示系统的OpenGL框架的搭建.50 4.5 OpenGL的关键技术应用.53 4.5.1 显示列表.53 4.5.2 纹理模块设计.54 4.6 自然景物建模.55

2 目录 4.6.1 自然景物模拟方法概述

55 4.6.2 三维地形模型的建立