10个研究背景和意义示例,教你写计算机粒子系统论文

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基于Vue海洋数据可视化系统的设计与实现

这是一篇关于WebGIS,海洋数据可视化,Vue,粒子系统的论文, 主要内容为随着“数字地球”、“智慧海洋”的不断发展,人们对海洋信息动态可视化需求日益增多。海洋数据有数据量大、多源异构的特征,传统海洋数据可视化系统开发难度大、成本高、效果差,大部分数据没能很好展现出数据内在的联系和规律。如何高效动态可视化海洋数据,准确描述海洋现象和海洋物质分布,是一个重要课题。传统基于C/S架构的可视化平台与MATLAB等科学计算模拟的方法,在信息共享、使用成本、数据格式转换等方面存在不少弊端,搭建B/S架构的海洋数据可视化平台显得尤为迫切。本文从海洋数据可视化方法、Web开发技术、数据库建设等方面分析比较,开发了基于Vue的海洋数据可视化系统,验证了本文中Web GIS开发方案的可行性与经济性。论文工作和成果如下:(1)结合海洋能量与物质转换稳定规律、海洋数据范围广、体量大、维度高的特点,分析比较海洋数据可视化方法。用等值线法的区域填充法可视化海面气压、浪高,扫描填充法可视化温度和盐度,粒子系统可视化风场和流场;以流场和温度场可视化为例,详细阐述了实现思路与过程。(2)分析比较系统数据层、业务逻辑层和表现层各层开发技术,最终用My SQL存储系统管理业务数据,Mongo DB存储Json格式的海洋数据,Java、Spring Boot、Tomcat和Geo Server开发业务逻辑层,Vue、Leaflet、Element UI和Echart完成表现层渲染的工作。(3)海洋数据可视化系统的设计与实现。分析海洋数据结构和系统后台管理数据结构,设计相应数据读取接口,完成系统数据库的建设;细化数据层、逻辑层和表现层各层的工作与相互间的联系;划分系统为地图基础功能模块、地图动态编辑模块、后台管理模块和海洋数据可视化模块,各模块逐一开发实现。

基于粒子系统的多类不规则物体组合场景仿真

这是一篇关于OpenGL,粒子系统,纹理映射,降雪雪景模拟,雨夹雪,雪景中的烟花绽放,面向对象的论文, 主要内容为随着社会现代化程度的不断提高,计算机动画仿真技术的应用需求也越来越大,在计算机游戏、动画以及影视广告领域中都有仿真技术的身影。而自然景物诸如海浪、云、烟、火焰、雨雪的虚拟模拟,因其运动的不规则性和动态性,成为计算机图形模拟中的难点问题。粒子系统作为模拟不规则物体运动的优秀算法,自Reeves W.T于1983年首次提出以来,国内外专家对其做了许多研究改进,并成功模拟出许多不规则模糊物体的运动。本文首先介绍了粒子系统的基本思想理论以及OpenGL图形程序接口,结合面向对象的C++语言,建立了粒子系统的过程模型类,分析降雪的物理运动过程,建立雪粒子系统的三维模型,并简化雪花下降过程中的运动模型,省去对速度的实时每帧控制,通过控制雪粒子位移来模拟受风力影响的实际宏观降雪雪景,在不影响模拟真实性的情况下提高了模拟的实时性,同时通过参数控制实现风力强弱的影响效果和大雪小雪的景观控制,并在笛卡尔三维坐标系的Z轴上引入指数函数F=ex作为控制粒子大小的数学函数模型,使雪粒子满足近大远小的透视投影视点效果,具有三维景观效果,最后结合OpenG L图形接口对降雪场景进行渲染,成功地实现了降雪雪景的动态模拟,对三维降雪场景的成功模拟体现了粒子系统的强大应用性,也体现出OpenGL在模拟三维动画中强大的渲染效果。目前,大多数利用粒子系统进行不规则物体的模拟都是针对某一种物体的,本文在基于粒子系统的理论基础上,进一步做了相关实验,模拟同屏多类不规则物体,通过这样的组合创造出更具现实意义的场景仿真,丰富模拟效果。雪是大气中的水蒸气因气温过低而凝结成的,在实际天气情况中,降雪天气通常还伴随着雨水,雨夹雪的天气是比较常见的。本文在三维降雪仿真实验的基础上,模拟了雨夹雪的天气情况,同时也能对雨雪场景中的风力场进行自主设置。在降雪天气常出现的冬季,还有一个重要的节日——春节,在雪景中燃放烟花的场景显然更加具有现实意义。烟花在空中爆炸散开出一个个的小烟花,小烟花向四周围散去绽放出一定的形状图案,在夜晚浪漫的雪景衬托下,显得更加美丽。爆炸后产生的小烟花不断燃烧运动,小烟花的大小、速度、加速度、位置动态随机变化,最后消失在夜空中,这一过程契合粒子系统的基本思想理论,通过函数方程模型可以控制小烟花的运动轨迹,使得小烟花绽放出指定的函数图形图案。利用OpenGL强大的渲染功能,如颜色混合、纹理映射等技术,可以渲染绘制出漂亮的烟花。在雪景下绽放的烟花场景,在影视作品和游戏动画中都有着广泛的应用前景。同时,本文基于面向对象的继承思想对粒子系统理论建立过程抽象基类,根据要模拟的不规则物体特点覆盖抽象基类的纯虚函数,实验代码有着清晰的层次,具有良好的扩展性。

基于粒子系统的动态景物模拟

这是一篇关于粒子系统,心形烟花,布料仿真,碰撞检测,碰撞响应的论文, 主要内容为近年来随着多媒体技术的发展,计算机动画、虚拟现实技术、计算机仿真在计算机图形学领域越来越受道人们深刻的关注,成为图形学研究的热点。山,水,云,烟雾等自然景物的模拟被广泛应用于游戏、电影、媒体广告等领域[1][2]。由于自然景物在形态上的不规则性,在运动上的随机性,很难用传统的儿何模型和行为模型建模。因此,如何能够逼真的对自然景物模拟,达到虚拟现实的效果是计算机图形学中的一个具有挑战性的课题。粒子系统将模拟的对象看成一组相互制约的粒子,它可以利用非常简单的体素来构造不规则的物体,而不是用传统线、曲面或者多边形来再现自然景物,同时粒子系统具有简单、快速、实时的特点在模拟不规则物体方面有着独特的优势。文章在学习烟花粒子系统的模型和燃放理论上,介绍了粒子系统的基本原理,使用粒子系统结合OpenGL纹理贴图、色彩融合等技术实现了心形烟花模拟,增强了烟花模拟的实时动态效果,弥补了以往使用粒子填充方式对心形烟花模拟的不足。心形形状控制采用阿基米德螺线函数来控制爆炸瞬间粒子的属性,使得在爆炸点产生预期的烟花粒子,同时分析粒子受到的外力,根据牛顿第二定律,绘制出烟花粒子的运动轨迹。布料在生活中的应用非常广泛,比如衣服、窗帘、飞舞的旗帜以及3D游戏中人物的披风等等。布料在人类生活中的中心地位,意味着布料仿真有着当前和潜在的广泛应用。在三维动画方面,布料的模拟仿真包括对布料的移动、旋转以及在相关作用力下的变化,能够实现布料的褶皱,色彩,质地。本文给出了一种基于粒子系统的实时、动态的布料模拟方法。研究方法是将布料看成是粒子和弹簧的连接体,将布料的运动看成是粒子的运动。实验在悬挂和碰撞情况下分析由弹簧连接的粒子受到的合力,并通过微分方程求解粒子每一帧的速度和位置。在VC++下采用OpenGL纹理贴图、色彩融合绘制粒子从而实现实时动态布料的仿真。