基于OpenGL进行真实云景虚拟的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于OpenGL进行真实云景虚拟的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：（1）根据元胞自动机原理进行云景建模，设置每一个小元胞的状态参数，确定虚拟仿真的次数；（2）初始化每一个小元胞的状态参数，按照云的形成公式形成云景；（3）根据元胞是否存在变化的事件产生的情况进行形成的云景进行光照渲染处理，然后输出仿真虚拟的云景结果。该方法可以得到真实感强烈的虚拟云景，而且云景的动态变化更具可控性，增加了云景真实感。对光照模式进行简化，减少了计算机量，保证实时性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于现实世界的虚拟仿真
，具体涉及ー种。
技术介绍
云作为ー种气体现象，其形成是由无数小水滴(颗粒)随机运动而产生，外观形状极不规则，井随时间发生变化，而且云的各部分透明度也不同，同时，在云层飘动过程中，还会受到风力的作用，使其发生捉摸不定的变化，在云的渲染过程中，还要考虑光照对云的影响，如太阳光，云的内部散射，天空和大地对云的反射。另外，云的规模庞大，不同的观察级别具有不同的细节。云的这些复杂特性使得在构造它的几何模型时需要大量的数据，且这些数据随机性很强，计算量相当大，这使得用经典的欧几里德几何学对其描述显得无能为力，如用直线、多次曲线和样条曲线及曲面等对云进行建模，就会失去视觉上的真实感。虽然说云是自然界最为常见的现象，并为人们所熟悉，却很少有人能够准确地描述其形状，因此，如何利用普通的计算机实时地生成令人信服的具有真实感的三维实体云就非常困难。本专利技术因此而来。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种，解决了现有技术中难以虚拟出具有真实感的三维实体云等问题。为了解决现有技术中的这些问题，本专利技术提供的技术方案是一种，其特征在于所述方法包括以下步骤( I)根据元胞自动机原理进行云景建摸，设置每ー个小元胞的状态參数，确定虚拟仿真的次数；(2)初始化每ー个小元胞的状态參数，按照云的形成公式形成云景，所述云的形成公式为权利要求1.一种，其特征在于所述方法包括以下步骤 (1)根据元胞自动机原理进行云景建摸，设置每ー个小元胞的状态參数，确定虚拟仿真的次数； (2)初始化每ー个小元胞的状态參数，按照云的形成公式形成云景，所述云的形成公式为2.根据权利要求I的方法，其特征在于所述方法步骤(3)中云景进行光照渲染处理的步骤包括以下步骤 51)初始化云粒子后，通过密度连续函数计算每个元胞的连续密度； 52)控制预定范围密度内的元胞，计算光照； 53)对密度可见的元胞设置对应的密度纹理和透明值，并进行线性插值，进行初始光照处理； 54)根据观察点和光源计算相位函数，同时将初始光照值、透明值一起通过单次散射函数计算最終光照顔色。3.根据权利要求I的方法，其特征在于所述方法步骤(S3)中线性插值公式为 LI — .Hc=C0HC1-C.其中c表示待计算的云层颜色，c0, C1表示已经人为设定好的云层颜色，H，H0, H1分别代表已经人为设定好的云层高度值。4.根据权利要求3的方法，其特征在于所述方法步骤(S4)中采用单向散射光照模型，计算光线穿过当前元胞后的出射亮度的公式为Ek = Sk+Tk · Ek_i (I≤ k ≤ N)； 其中Tk · Ek^1为从粒子发出的光分出的前ー个粒子发出的光Elrf穿过粒子后没有被损耗的部分；Sk是将来自其他方向的入射光散射到视点方向的部分；Sk的展开式为Sk = Ks · P (W，I) · Lk/4 31 ;其中5.根据权利要求I的方法，其特征在于所述方法还包括云景的消隐处理方法，所述云景设置有云的消散概率Peld(i，j, k,ひ、成云概率Phim(i，j, k,ひ、蒸发概率Paet (i, j, k,ひ，通过以下公式进行云景的消隐处理cld(i, j, k, ti+1) = cld(i, j, k, Λ IS(rnd > Pcld(i, j, k, tj ；act (i, j, k, ti+1) = act (i, j, k, V IS (rnd < Pact (i, j, k, t)；hum(i, j, k, ti+1) = hum(i, j, k, V IS (rnd < Phum (i, j, k, t)。6.根据权利要求I的方法，其特征在于所述方法中当存在云粒子生成消隐的不规则性时，云粒子按照如下公式进行生成和消隐处理7.根据权利要求I的方法，其特征在于所述方法还包括元胞釆用元球密度连续方法，首先获取元胞中心密度全文摘要本专利技术公开了一种，其特征在于所述方法包括以下步骤(1)根据元胞自动机原理进行云景建模，设置每一个小元胞的状态参数，确定虚拟仿真的次数；(2)初始化每一个小元胞的状态参数，按照云的形成公式形成云景；(3)根据元胞是否存在变化的事件产生的情况进行形成的云景进行光照渲染处理，然后输出仿真虚拟的云景结果。该方法可以得到真实感强烈的虚拟云景，而且云景的动态变化更具可控性，增加了云景真实感。对光照模式进行简化，减少了计算机量，保证实时性。文档编号G06T15/50GK102867326SQ20121030090公开日2013年1月9日 申请日期2012年8月23日 优先权日2012年8月23日专利技术者陈国庆, 胡畔 申请人:苏州两江科技有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于OpenGL进行真实云景虚拟的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：（1）根据元胞自动机原理进行云景建模，设置每一个小元胞的状态参数，确定虚拟仿真的次数；（2）初始化每一个小元胞的状态参数，按照云的形成公式形成云景，所述云的形成公式为：cld(i,j,k,ti+1)＝cld(i,j,k,ti)∨act(i,j,k,ti)；其中，cld(i,j,k,ti)，hum(i,j,k,ti)，act(i,j,k,ti)只有0,1两种情况，cld(i，j，k，it)＝1表示在三维空间(i,j,k)处ti时刻存在云粒子，当为0时，则表示不存在；hum(i,j,k,ti)=1时表示在三维空间(i,j,k)处ti时刻湿度值已达到转化为云粒子的条件，当为0时，表示未具备此条件；act(i,j,k,ti)=1表示在三维空间(i,j,k)处ti时刻正处在由水蒸汽向云粒子转换的过程，当为0时，表示未有转化过程；f(i,j,k)表示在周围元胞影响下的状态值，其值为：f(i,j,k)＝act(i+1,j,k,ti)∨act(i,j+1,k,ti)∨act(i,j,k+1,ti)∨act(i？2,j,k,ti)∨act(i,j？2,k,ti)∨act(i+2,j,k,ti)∨act(i,j+2,k,ti)∨act(i,j,k？2,ti)；∨act(i？1,j,k,ti)∨act(i,j？1,k,ti)∨act(i,j,k？1,ti)且云的形成公式（I）遵守以下原则：i）当ti+1时刻的湿度值存在并且不存在激活因子时，ti+1时刻的湿度值才存在；ii）当云粒子在ti时刻存在或当前云粒子处于激活状态，ti+1时刻的云粒子才存在；iii）ti+1时刻的激活因子要被激活只有当前ti时刻的元胞中激活因子不存在，湿度存在并且同时f(i,j,k)返回为真时才能被激活；（3）根据元胞是否存在变化的事件产生的情况进行形成的云景进行光照渲染处理，然后输出仿真虚拟的云景结果。FDA00002045804000011.jpg,FDA00002045804000012.jpg...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈国庆，胡畔，
申请(专利权)人：苏州两江科技有限公司，
类型：发明
国别省市：