毕业论文
论文题目： 基于粒子系统的雨雪模拟
系 别： 计算机系 专业年级：
学 号： 姓 名： 指导教师、职称：
年 月 日
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The Simulation of Rain and Snow Based on Particle System
College：_
Specialty and Grade：
Number： Name: Advisor: Submitted time:
I
目录
摘要 ................................................................................ 1 Abstract ............................................................................ 2
1.1 课题研究背景 ................................................................ 3 1.2 课题研究的意义 .............................................................. 3 1.3 国内外研究现状 .............................................................. 4 1.4 课题研究的内容 .............................................................. 5 2 基于OpenGL+MFC的建模基础 ......................................................... 6
2.1 OpenGL ...................................................................... 6
2.1.1 OpenGL简介 ............................................................ 6 2.1.2 OpenGL发展历程 ........................................................ 6 2.2 OpenGL渲染管线 .............................................................. 7
2.2.1 显示列表 .............................................................. 7 2.2.2 求值器 ................................................................ 7 2.2.3 基于顶点的操作 ........................................................ 8 2.2.4 图元装配 .............................................................. 8 2.2.5 像数操作 .............................................................. 8 2.2.6 纹理装配 .............................................................. 8 2.2.7 光栅化 ................................................................ 8 2.2.8 片段操作 .............................................................. 8 2.3 MFC ......................................................................... 9
2.3.1 MFC简介 ............................................................... 9 2.3.2 MFC的发展历程 ......................................................... 9 2.3.3 MFC的特点 ............................................................. 9 2.3.4 MDI（多文档界面）应用程序构成 ........................................ 10 2.4基于OpenGL+MFC的三维模拟的编程环境配置 ..................................... 12 3 粒子系统 ......................................................................... 15
3.1 粒子系统概述 ............................................................... 15 3.2 粒子系统的原理 ............................................................. 15 3.3 粒子的属性初始状态 ......................................................... 15 3.4 粒子的生成 ................................................................. 16 3.5 粒子的运动 ................................................................. 17 3.6 粒子的消亡 ................................................................. 17 3.7 粒子的绘制 ................................................................. 18 4 系统的设计及实现 ................................................................. 19
4.1系统的软件开发平台 .......................................................... 19 4.2 系统的设计路线 ............................................................. 19 4.3 系统的实现 ................................................................. 19
4.3.1 雨雪粒子属性设计如下 ................................................. 19 4.3.2系统框架相关的类 ...................................................... 21 4.3.3 雨雪粒子系统的逻辑设计 ............................................... 22 4.4 实验结果分析 ............................................................... 23
II
5 结论与展望 ....................................................................... 27
5.1结论 ........................................................................ 27 5.2展望 ........................................................................ 27 参考文献 ........................................................................... 28 致谢 ............................................................................... 29
III
摘要
自然景物的模拟一直是计算机图形学中最具挑战性的问题之一。关于水、云、烟、雨、雪等自然景物的模拟，在计算机游戏、三维动画、影视及广告中有着广泛的应用。自然景观中雨雪的模拟，可以大大提高三维场景的逼真度。本文在认真分析和总结目前国内外雨雪模拟方法的基础上，结合视景仿真对虚拟场景的需求和应用，以友好的交互性、较强的真实感和实时性为目标，提出一种基于粒子系统对雨雪模拟的新方法。粒子系统是实时模拟雨雪效果的一种有效方法。本文基于粒子系统的基本原理建立了雨雪模拟系统，模型分析了雨雪粒子的属性，雨雪粒子的运动及雨雪粒子的绘制等，并提出了基于粒子系统和OpenGL的降雨、降雪实时模拟的方法。实践结果表明，该方法可以实时绘制出比较真实的降雨降雪现象,该方法实现的雨雪模拟效果比较真实，而且在普通PC上也可以满足一般动画的实时性要求。
本文基于WindowsXP操作系统，使用Visual C++6.0作为开发工具，结合OpenGL和MFC编程,设计并实现了基于粒子系统的雨雪模拟演示系统，生成的动态雨雪具有真实的视觉效果，并且满足了实时的要求。
关键词：粒子系统；雨；雪；模拟；OpenGL
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