【摘要】： 近年來,隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)和計算機圖形學(xué)的發(fā)展,對自然景物動態(tài)效果的真實模擬已成為研究熱點,在游戲、動漫、影視、廣告、視景仿真、軍事等各個領(lǐng)域中,具有迫切的應(yīng)用需求。目前,該領(lǐng)域的研究主要采用基于OpenGL、Direct3D的實現(xiàn)方法,生成的場景交互性差,且模型文件較大,在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用方面存在一定的局限性,然而,隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及,基于Web的應(yīng)用需求日益漸增。本文針對這一問題,采用基于網(wǎng)絡(luò)的VRML對常見的自然景物動畫效果模擬進行了研究和應(yīng)用,具體包括風(fēng)中麥浪波動、風(fēng)中樹木搖曳、噴泉、海浪的模擬。 文中基于VRML的實現(xiàn)特點,對麥浪波動效果模擬過程中,采用骨架建模思想來完成小麥的建模,提出“波動時間間隔”思想成功地實現(xiàn)了整片麥浪波動效果的真實模擬,為相關(guān)領(lǐng)域的動畫模擬研究提供了新的思路;對于風(fēng)中樹木搖曳的模擬,采用幾何與圖像相結(jié)合的參數(shù)化建模方法,基于材料力學(xué)理論來計算樹枝與樹葉在風(fēng)中的運動情況,很好地模擬了樹木在風(fēng)中搖曳的動態(tài)效果;對于噴泉的動態(tài)模擬,通過對經(jīng)典粒子系統(tǒng)進行改進,用一定數(shù)量粒子的重復(fù)運動代替不斷生成的大量粒子,大大減少了計算量,保證了良好的實時性;在海浪的動畫模擬中,通過對常見海浪模型的研究和分析,選取較為簡單的海浪模型,利用VRML中特有的海拔柵格節(jié)點,結(jié)合紋理映射和LOD技術(shù),實現(xiàn)了海浪的實時模擬。 將上述動畫效果模擬集成到開發(fā)的三維場景建模平臺中,實驗結(jié)果證明了方法的可行性,在保證網(wǎng)絡(luò)實時瀏覽和交互的同時,能夠得到較強的真實感。
【圖文】：

本文將風(fēng)中麥浪波動效果的建模和動畫模擬生成集成到虛擬場景建模平臺VRTool中，用戶可以參數(shù)化輸入麥田的長、寬，調(diào)節(jié)風(fēng)速大小，從而得到不同風(fēng)速下的麥浪波動效果模擬，并可以實時一預(yù)覽生成的場景，動畫生成的界面如圖2一2所示。圖2一2麥浪波動動畫生成界面Fig.2一 2Interfaceofwheatwavingan一mationmodeling調(diào)節(jié)風(fēng)力模型參數(shù)，麥浪波動的幅度、速度等會隨之變化，并可以實時預(yù)覽顯示，當調(diào)節(jié)到理想的狀態(tài)時，退出建模窗口，模型文件保存到指定目錄下，然后在所需要繪制的場景中選擇插入動畫。下面是采用本文方法實現(xiàn)的風(fēng)中麥浪動畫場景截圖，分別從不同視點觀察的不同風(fēng)力作用下的動畫效果。圖2一3(a)是風(fēng)速為1而s時，近距離觀察的麥浪動畫截圖;圖2一3(b)是風(fēng)速為 1.6耐s時，從較遠的俯視視點觀察到的麥浪動畫截圖。

本文將風(fēng)中麥浪波動效果的建模和動畫模擬生成集成到虛擬場景建模平臺VRTool中，，用戶可以參數(shù)化輸入麥田的長、寬，調(diào)節(jié)風(fēng)速大小，從而得到不同風(fēng)速下的麥浪波動效果模擬，并可以實時一預(yù)覽生成的場景，動畫生成的界面如圖2一2所示。圖2一2麥浪波動動畫生成界面Fig.2一 2Interfaceofwheatwavingan一mationmodeling調(diào)節(jié)風(fēng)力模型參數(shù)，麥浪波動的幅度、速度等會隨之變化，并可以實時預(yù)覽顯示，當調(diào)節(jié)到理想的狀態(tài)時，退出建模窗口，模型文件保存到指定目錄下，然后在所需要繪制的場景中選擇插入動畫。下面是采用本文方法實現(xiàn)的風(fēng)中麥浪動畫場景截圖，分別從不同視點觀察的不同風(fēng)力作用下的動畫效果。圖2一3(a)是風(fēng)速為1而s時，近距離觀察的麥浪動畫截圖;圖2一3(b)是風(fēng)速為 1.6耐s時，從較遠的俯視視點觀察到的麥浪動畫截圖。
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TP391.9

【引證文獻】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 王俊杰;虛擬現(xiàn)實地理信息系統(tǒng)平臺設(shè)計開發(fā)[D];北京化工大學(xué);2011年

2 蔡智聰;VRGIS平臺的設(shè)計與實現(xiàn)[D];北京化工大學(xué);2012年

本文編號：2576174