1、本科毕业论文（设计）开题报告 论文中文题目 基于粒子系统的不规则景物模拟 火焰模拟 论文英文题目 Based on particle system of irregular scenery simulation - flame simulation 专业 计算机科学与技术 选题的背景和意义 如何逼真地模拟自然景物一直是图形学中的一个热门研究课题和难点问题。火焰、云烟、雨滴、雪花等动态自然景物的模拟 ,在视景仿真系统、计算机游戏、商业动画电影、军事上的虚拟战场模拟与训练等都有着广泛的应用。传统的建模放 法一般只适用于外形比较规则的形体，然而对于那些像雨、雪、瀑布、喷泉以及火焰等没有固定形状，甚至
2、要随着外部环境或者其他因素的改变而改变的物质建模，很难用常规的建模方法及模拟技术来描述。因此自然景物的模拟一直以来都是计算机图形学领域研究的热点和重点。 目前在这一领域，主要的模拟方法有 Fournier 的分型算法和 Reeves 的粒子系统理论。分形算法需要要进行大量的迭代过程，计算量耗费很大。 Reeves 于 1983 年提出了粒子系统方法，用于不规则模糊物体 (如烟、云、水等 )的建模。随着近年来研究的不断深入 ,各种自然景物模拟算法不断涌现 ,模拟结果也越来越具有真实感。其中 ,粒子系统方法是迄今为止被认为模拟不规则模糊自然景物最为成功的一种生成算法。火焰是一种常见的涉及面较广的自
3、然现象，因此火焰模拟具有重要意义。 课题基本内容，拟解决的主要问题 本课题是基于粒子系统，对自然界中的不规则景物 火焰，采用 Visual C+6.0 为编程工具，以三维动画环境由 OpenGL 为支持，在 windows xp 环境下开发了基于粒子系统的三维火焰的模拟。在认真分析和总结国内外火焰模拟方法的基础上，根据粒子系统的方法，同时结合面向对象程 序设计语言，实现火焰的动态模拟。 火焰绘制的问题： 1、火焰燃烧时颜色的绘制 火焰的颜色不是均匀统一的，焰心部分呈亮白色，外焰部分呈较暗的红色，中间有光滑的过渡。 2、火焰燃烧时形状的绘制 火焰燃烧时形状不是固定不变的，会呈现出左右摆动及上下攒
4、动的动态特性。 课题研究方法及技术路线 火焰的模拟是在普通的 PC 机上 ,基于 Windows XP 操作系统 ,粒子系统研究方法，集成开发环境为 VC + + 6. 0 与 OpenGL 图形开发库编程实现。 粒子系统是一套新颖特殊的构造、绘制景物的方法，把不 规则模糊物体看作由一定数量的粒子组成的粒子群体，每个粒子有共同的属性，如速度、加速度、颜色、生存周期、大小、形状等。粒子在随时间的变化过程中，按照所赋予的粒子动力学规律改变其状态，这种粒子运动均可以通过受控的随机过程来模拟实现。 Visual C+6.0 是 Microsoft 可视化集成开发环境 Visual Studio6.0
5、的重要组成部分， Visual C+6.0 采用 32 位的编程方式，支持可视化编程和面向对象的编程技术。 Visual C+6.0 本身是一个图形的开发界面，提供了丰富的关于位图操作的函 数，对开发图像处理系统提供了极大的方便，因此本课程采用 Visual C+6.0 集成开发环境作为编程工具。 OpenGL 是专业图形处理、科学计算等高端应用领域的标准图形库，独立于硬件和窗口系统，在运行各个操作系统中都可用，可以与各种编程语言相互调用。 4.研究的总体安排和进度计划 总体安排： 第一步，选题。 第二步，搜集与阅读整理资料。 第三步，撰写开题报告，准备开题。 第四步，设计作品和撰写论文 。
6、第五步，设计完善和论文的修改与定稿 。 第六步，打印论文。 第七步，进行答辩。 第八步，完成所有 电子材料提交工作。 进度计划： 2010.9.6-9.10：准备选题及任务书下发。 2010.10.1-10.31 ：确定选题，查阅制作资料， 做前期准备，提交开题报告 2010.11.1-11.6：开题答辩 2010.11.7-1.10：完成作品的基本设计 2011.1.11-1.22 ：作品验收，审核论文大纲 2011.3.1-4.9:论文撰写和修改过程 2011.4.10-5.7:评审、打印论文 ,准备答辩 2011.5.7-5.8：答辩 2011.5.13 以前提交所有电子材料 5.主要参
7、考文献 1 红雨 . 3D 高水平全面解决方案 M北京： 机械工业出版社 ， 2004 2 彭群生 .计算机真实感图形的算法基础 M北京： 科学出版社 ， 1999 3 徐明亮，卢红星，王琬 OpenGL 游戏编程 M北京：机械工业出版社， 2008 4 毛伟冬，唐明理学 OpenGL 编三维游戏 M成都：四川电子音像出版中心， 2005 5 Szeliski Richard,Tonnesen David. Surface modeling with oriented particle systemsJ. Computer Graphics,1992,26(4):185-194. 6 Reve
8、es WT,Blau. Approximate and probabilistic algorithms for shading and render structured particle system. Computer Graphics,1985:19(3):313-322. 7 汪继文，金余峰，苏守宝，谢安兵 基于粒子系统和音频系统的烟花模拟 J 计算机应用与软件， 2009（ 7）： 85-87 8 肖何，何明耘，白忠建 OpenGL 中基于粒子系统的喷泉模拟实现 J 计算机仿真，2007（ 12）： 201-203 9 唐洁 游戏开发中的粒子系统分析 J 电脑编程技巧与维护， 2005（ 4）： 77-81
