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基于Level-Set的火焰动画生成方法研究
  • ISSN号:1000-1239
  • 期刊名称:《计算机研究与发展》
  • 时间:0
  • 分类:TP391[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]中国科学院计算技术研究所虚拟现实技术实验室,北京100190, [2]中国科学院计算技术研究所前瞻研究实验室,北京100190, [3]中国科学院研究生院,北京100190
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(60533070); 国家“八六三”高技术研究发展计划基金项目(2006AA01Z336)
中文摘要:

火焰动画在影视、动漫、游戏等领域有着广泛的应用,而逼真模拟细节丰富的多形态火焰动画一直是图形学研究领域的难点.以Level-Set曲面变形为基础,提出了将目标形态、路径约束和燃烧传播相结合的火焰蓝芯曲面演化模型,以此模拟沿路径的火焰蔓延、移动燃烧物等现象.并针对目前模拟中火焰细节不足的问题,引入修正的MacCormack高阶对流求解器;同时,采用烟密度演化曲线模拟燃烧过程中的烟雾生成,进一步提高火焰真实感.实验结果表明该方法能逼真模拟沿路径的火焰蔓延、移动燃烧物以及其他多形态且细节丰富的火焰动画.

英文摘要:

Fire animation is very attractive to artists and now widely used in many fields,such as film making,cartoons,computer games,fire prevention,visual reality.In the field of computer graphics,however,it has been a difficult issue to realistically simulate various flame effects with rich details.This paper presents an evolution model based on Level-Set metamorphosis and uses the combination of target shape,path constraint,and combustion propagation to evolve the blue core of fire,so as to simulate the path-based flame spreading,mobile-burning objects,etc.In addition,aiming to address the lack of flame details in current fire simulation,we use the modified MacCormack which is a high-order advect solver to lower numerical dissipation and enhance the solution precision of our fire model.Moreover,to further improve the realism of the fire animation,a curve of smoke density evolution is adopted to sculpt the soot production during the burning process.In this way,we can render flame and soot together to obtain a more realistic vision effect.Experimental results show that the proposed method is able to conduct realistic simulation of path-based flame propagation,mobile-burning objects,and other various fire animations with rich details.

同期刊论文项目
期刊论文 100 会议论文 54 获奖 5 专利 41
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期刊信息
  • 《计算机研究与发展》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院计算技术研究所
  • 主编:徐志伟
  • 地址:北京市科学院南路6号中科院计算所
  • 邮编:100190
  • 邮箱:crad@ict.ac.cn
  • 电话:010-62620696 62600350
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1239
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1777/TP
  • 邮发代号:2-654
  • 获奖情况:
  • 2001-2007百种中国杰出学术期刊,2008中国精品科...,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:40349