摘要：把质点-弹簧系统应用到基于shell层的短毛绘制方法中,提出了一种新的计算shell层偏移量的方法,以实现毛发动画并真实地模拟了毛发的自然弯曲效果。该方法设计了一种最简单的质点和弹簧的布局方式,即分别在最内和最外shell层的顶点上附着质点并以一根弹簧进行连接,并且只考虑质点-弹簧系统中的位移力。当外力作用于质点时,首先计算出最外shell层的偏移量,然后通过顶点绘制器由里到外分别计算各shell层的偏移量,以新的位置绘制各shell层,从而实现了短毛动画效果。由于利用了GPU的加速功能,达到了实时的要求。

摘要：实时调入视点可见数据,快速动态地建立连续细节层次(LOD)模型是提高大规模地形绘制速度的关键技术。在数据分块组织的基础上构建了两层嵌套二叉树。通过索引数据二叉树和可见性判断,实现可见数据的实时调入;对可见数据块,通过LOD建模三角形二叉树和设计的基于包围球的节点误差评价函数,实现连续LOD模型的快速动态构建,提高大规模地形的绘制速度。实验表明文中的方法可以取得较高的帧速率和较好的绘制效果,实现了大规模地形的实时绘制。

摘要：本文阐述了Java在网络多媒体声像设计中的应用,详细论述了使用类和多线程技术、双缓冲区技术及异常处理技术实现播放声音、编辑图像、动画等。

摘要：为了快速处理布料的碰撞检测并获得真实的接触摩擦仿真效果,提出一种基于罚函数的碰撞/接触解决方案.首先,采用质点-弹簧模型进行布料的仿真模拟,在弹簧形变方向添加改进的阻尼力,以减少粒子之间的振荡来保证系统稳定性;其次,采用代数非穿透滤波器对连续碰撞检测算法进行简化求解,快速判断是否存在方程根,提高布料每帧运行的仿真效率;最后,采用库仑约束和接触约束对每个碰撞/接触对进行约束,并结合改进的罚函数法有效地响应所有的碰撞/接触对.实验结果表明,该算法在CPU仿真环境下能快速有效地处理布料的碰撞和接触摩擦,模拟出布料复杂的物理行为,适用于实时的交互应用.

摘要：烟雾作为大规模虚拟战场和复杂环境仿真中的重要组成部分,对其进行模拟具有重要的意义.针对基于物理方法烟雾模拟中Navier-Stokes方程求解复杂、影响实时性的问题,提出用MacCormack求解Navier-Stokes方程对流项的方法.首先利用前向对流算子求解前向烟雾速度,然后利用后向对流算子求解后向烟雾速度,最后通过误差评估来修正已经计算的前向对流速度,得到下一时刻的烟雾速度.该方法简化了进退误差补偿修正方法对直接影响烟雾模拟实时性和真实性的对流项的求解步骤,从而减少计算时间.实验结果表明,采用文中方法模拟出的效果比较真实,且使基于物理方法的烟雾模拟达到了实时性的要求.

摘要：烟雾模拟一直是计算机图形学研究的热点,基于路径控制的烟雾实时仿真尤其具挑战性.首先,为进一步提高任意交互路径上烟雾模拟的实时性,使用改进的有限差分法求解N-S(Navier-Stokes)方程,大大加快了求解速度;其次,考虑到烟雾运动的不规则扩散问题,加入吸引力和驱动力来约束烟雾的运动状态;再次,使用改进的B-spline曲线作为可交互的路径曲线,动态设定烟雾模拟路径,极大提高了任意路径上烟雾模拟的可交互性;同时,为增强烟雾的模拟细节,引入细节补偿差值,减少模拟过程中的细节损耗,并在空间网格中区别计算路径的边界网格和内部网格,显著提高了烟雾模拟的实时性.最后,设计并实现了任意交互路径上烟雾运动实时仿真的多种实验实例,实验表明,能够实时模拟出导弹飞行、火箭发射升空、飞机飞行轨迹等交互路径上的烟雾运动效果.

摘要：为了快速处理织物与模型的碰撞以获得仿真结果,提出一种基于自适应椭球包围盒的碰撞检测方法.该方法以法向距离和径向距离的加权平均值作为表面误差,数值化表示椭球与模型之间的拟合度,将优化K均值聚类方法用于自适应划分模型生成一系列逼近模型的最小体积包围椭球;根据表面误差的大小对椭球分类处理,误差小的椭球直接取代模型区域与织物碰撞,将三角网格之间的碰撞问题转化为质点相对于椭球的穿透测试,误差大的椭球与织物的碰撞检测仅用于排除不可能发生碰撞的三角形,再继续进行三角形之间的精确碰撞检测.实验结果表明,文中方法能快速、自适应地划分任意模型生成高度拟合的椭球,可大幅度地减少碰撞检测计算量,在提高计算速度的同时保证了仿真的真实感.

摘要：实时动态烟雾的模拟是计算机图形学的研究热点,密闭空间多源烟雾扩散的实时仿真尤其具有挑战性.首先,为进一步表现存在障碍物的密闭空间中烟雾扩散态势,利用Kanilan功率密度谱建立密闭空间中小尺度可变风场,并考虑风力衰减因子,增强烟雾与障碍物的实时交互效果;同时,为提高实时性,引入Mac Cormack方法动态求解N-S方程中的对流项,大大的减少了计算量;其次,借助AABB包围盒技术实现网格的建模,使密闭空间不再是单一的矩形,可以表现不同形状的烟雾空间,拓展了烟雾扩散模拟的应用领域;然后,采用双向耦合的方法动态表现烟雾与移动障碍物之间的相互作用力,使交互细节更加逼真自然;最后,设计多种密闭空间多源烟雾扩散的实验实例,实验表明,能够实时模拟出密闭空间中烟雾扩散、抽离及与移动障碍物交互的自然逼真的效果.

摘要：为了弥补传统烟雾模拟在一个力场作用下运动态势的单调性,提出一种基于欧拉模型的多烟雾自由融合实时仿真算法.首先根据场景和烟源位置等初始条件提出域划分算法,从结构上解决烟雾自由融合问题;然后以动量守恒与能量守恒定律为依据,采用局部控制与整体调整相结合的方式解决多烟雾融合时边界的不连续问题;并针对多烟雾的密度颜色绘制问题,提出了多种颜色融合策略来表现烟雾的绘制细节;最后利用GPU并行计算方法和D3D技术提高仿真效率,获得多个烟雾自由融合过程的实时绘制效果.实验结果表明,该模型能够快速逼真地表现出烟雾自由融合的过程.

摘要：针对传统形状匹配方法仅限于模拟较小形变的问题,提出一种基于随机聚类的划分方法.首先对传统旋转矩阵的求解过程进行优化,引入位置约束因子对目标位置进行二次修正,避免穿透现象;然后利用随机聚类方法对粒子群集进行划分生成一系列相互重叠的聚类,在单个时间步长内对每个聚类进行刚度拟合变换,重叠区域的粒子属于多个聚类,在形变过程中进行多次旋转变化能够模拟更大尺度的形变效果;最后采用反距离平方内核的权重方案计算重叠区域粒子的质量,根据粒子与所属簇集的距离合理地分配质量比重更新聚类中心.文中方法在每一次聚类更新时及时更新权重和质心,有效地避免了粒子在划分过程中产生较大偏移.实验结果表明,该方法能快速划分任意模型的粒子群集,允许模拟大尺度弹性形变,与形状匹配相结合具有较强的鲁棒性;同时保证了其实时性,更加适用于交互仿真.