中文摘要：

云是地球大气中的一种常见的自然现象，对云的模拟尤其是大规模三维云的模拟是虚拟现实研究中的一个重要课题。目前，逼真云模拟的研究大多针对单一尺度的云进行建模与绘制，而对大规模云的多尺度建模和模拟研究相对较少。本项申请拟开展对大规模云模拟中云的多尺度表示，动态模拟、调度和绘制等若干关键问题的研究包括结合大气科学理论研究多尺度云的形成、运动演变，消失的动态模拟方法以及不同尺度下云的动态一致性问题；研究多尺度云表示方法和基于空间划分的高效云数据组织方法；基于多尺度云数据组织结构，视点信息和时空尺度信息，研究大规模云场景的实时调度算法，在提高大规模云模拟效率的同时保持云的动态一致性；研究基于预计算的大气环境光照作为光源之一，对多尺度表示下云的绘制问题。并基于所开展的研究工作，形成一个多尺度大规模云模拟原型系统。

结论摘要：

云是地球大气中的一种常见的自然现象，对云的模拟尤其是大规模三维云的模拟是虚拟现实研究中的一个重要课题，逼真云模拟的研究大多针对单一尺度的云的进行建模与绘制，而对云的多尺度建模和模拟尤其是大规模场景下的云多尺度建模和模拟的研究相对较少。本项目开展对大规模云模拟中云的多尺度表示和模拟的若干关键问题进行研究1）基于八叉树结构，研究了自适应八叉树结构来表示、存储多尺度的大气和云数据2）研究给出了多尺度下的云系统动态模拟算法。3）研究了结合视域及八叉树结构对大规模云进行调度算法。4）研究基于简化光照模型的大规模云绘制。5）设计实现了大规模云模拟原型系统。