大规模雪场景的实时绘制

作     者：单宇翔 王章野 杨春燕 彭群生 Shan Yuxiang;Wang Zhangye;Yang Chunyan;Peng Qunsheng

作者机构：浙江大学CAD8LCG国家重点实验室杭州310027 

出 版 物：《计算机辅助设计与图形学学报》 (Journal of Computer-Aided Design & Computer Graphics)

年 卷 期：2013年第25卷第8期

页      面：1137-1145页

核心收录：

学科分类：081203[工学-计算机应用技术] 08[工学] 0835[工学-软件工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家“九七三”重点基础研究发展计划项目(2009CB320802) 国家自然科学基金重点项目(60833007) 国家自然科学基金面上项目(60970075,61272302) 

主　　题：自然场景模拟 大规模雪场景 实时绘制 积雪和飘雪 基于视点的自适应降雪遮挡图 GPU加速 

摘      要：大规模雪场景的真实感实时绘制在虚拟现实、雪灾的预防和救援、军事仿真及游戏设计等领域有着广泛的应用价值,但现有方法难以同时生成大规模动态雪场景的积雪及飘雪效果.为此提出并实现了一种交互式大规模雪场景建模与实时绘制的新方法.为了精细地模拟场景的积雪效果,提出一种基于视点的自适应降雪遮挡图模型,能在实时更新地物的遮挡关系的同时大大减少大规模雪场景中积雪的计算量,并提高了计算精度;对于场景的飘雪,采用一种基于视点的雪粒子分层建模技术来减少雪粒子数量,将视点变换及降雪粒子系统移至GPU中进行加速计算;采用动态多旋转纹理来模拟飘落雪花的形状以增加其真实感;采用几何与纹理混合绘制的方式来减少大场景的复杂度.最终成功地实现了野外和城市两个大规模雪场景的实时漫游,在场景中可看到压雪累累的树枝雪挂景象及轿车上厚厚积雪等冬天美景.