模拟器视景中伪粒子系统的应用
AE粒子模拟教程 模拟粒子的运动和交互效果
AE粒子模拟教程：模拟粒子的运动和交互效果AE（After Effects）是一款常用于影片和电视制作的专业视频处理软件。
其中的粒子系统功能能够帮助我们创建出逼真的粒子效果，用来模拟自然现象、特效等。
本篇教程将教你如何使用AE的粒子模拟功能，以及如何实现粒子的运动和交互效果。
首先，打开AE软件并创建一个新项目。
在项目中，创建一个新的合成。
可以将其命名为“粒子模拟”。
接着，在合成中创建一个新的“立方体”图层。
这个图层将作为我们的粒子视觉表示。
然后，在“效果”选项卡的“模拟”文件夹里，找到“粒子系统”效果。
将这个效果应用到我们的立方体图层上。
接下来，我们需要调整粒子系统的参数，以获得想要的效果。
首先，调整“粒子数”参数来控制粒子的数量。
可以根据需要增加或减少粒子的数量，以适应场景要求。
其次，调整“速度”参数来控制粒子运动的速度。
增加速度值会使粒子飞得更快，减少速度值则使粒子运动变慢。
然后，调整“生命周期”参数来控制粒子的存在时间。
较长的生命周期会使粒子存在更久，较短的生命周期则会使粒子迅速消失。
此外，还可以通过调整“粒子形状”参数来改变粒子的外观。
可以尝试选择不同的形状，如球体、方形、圆柱体等，以实现不同的效果。
在调整完参数之后，我们可以开始设置粒子的运动和交互效果。
首先，我们可以添加一个“位移”关键帧来实现粒子的位移效果。
选中粒子图层，在时间轴上找到合适的位置，添加一个关键帧。
然后，在后面的帧位移一段距离，再添加一个关键帧。
这样，我们就可以实现粒子在一段时间内的位移效果。
除了位移效果，我们还可以为粒子添加旋转效果。
选中粒子图层，在“转换”文件夹中找到“旋转”效果。
将其应用到粒子图层上，并调整参数来达到期望的旋转效果。
另外，我们还可以为粒子添加交互效果，使其与其他物体产生互动。
例如，我们可以创建一个新的图层作为碰撞体，并将其放置在粒子运动轨迹上。
然后，选中粒子图层，在“模拟”文件夹中找到“碰撞”效果。
3D Max中的粒子系统制作：模拟自然现象
3D Max中的粒子系统制作：模拟自然现象3D Max作为一款强大的三维建模和动画制作软件，其粒子系统功能可以用来模拟各种自然现象。
在这篇文章中，我将详细介绍如何使用3D Max中的粒子系统来制作自然现象的模拟效果。
以下是步骤的详细说明：1. 创建一个新的3D场景：打开3D Max软件，并创建一个新的项目。
在电脑屏幕左上角的“文件”菜单中选择“新建”或使用快捷键Ctrl + N。
这将打开一个新的3D场景，作为我们制作粒子系统的起点。
2. 导入物体：在粒子系统中模拟自然现象通常需要一些物体作为粒子的发射源。
点击3D Max顶部导航栏的“文件”菜单，选择“导入”或使用快捷键Ctrl + I，选择一个适合的物体文件导入到场景中。
这可以是一个简单的几何体，也可以是一个复杂的模型。
3. 创建一个粒子系统：在3D Max软件左侧的“创建”菜单中找到“粒子系统”选项，并点击它。
这将打开一个新的面板，其中包含了各种粒子系统的参数和设置。
根据你想要模拟的自然现象选择适当的粒子系统类型，比如“粒子流”或“粒子雾”。
4. 设置粒子的基本属性：在粒子系统面板中可以调整粒子的基本属性，如数量、大小、速度等。
根据你想要模拟的自然现象进行相应的调整。
例如，如果你想制作雨滴的效果，你可以增加粒子数量并增加粒子的速度和大小。
5. 设置粒子的行为：在粒子系统面板中的“行为”选项中，你可以设置粒子的行为和运动方式。
这里可以调整粒子受到的力的影响，比如重力、风力等。
你还可以设置粒子的初始位置、旋转和缩放等参数。
6. 设置粒子的外观：在粒子系统面板的“视觉效果”选项中，你可以设置粒子的外观，如颜色、纹理、透明度等。
根据你想要模拟的自然现象进行相应的调整。
例如，如果你想制作火焰的效果，你可以选择红、黄、橙等暖色调的颜色，并增加纹理和透明度的效果。
7. 使用辅助器对象：在3D Max软件中还有一些辅助器对象，可以帮助你更好地控制和调整粒子系统。
战斗场景特效制作技巧 利用Blender的粒子系统和碰撞检测
战斗场景特效制作技巧：利用Blender的粒子系统和碰撞检测Blender是一款功能强大的开源3D建模与动画制作软件，它拥有丰富的工具和功能，可以帮助我们制作出逼真的战斗场景特效。
其中，粒子系统和碰撞检测是非常重要的技术，下面我们将重点介绍如何利用它们来制作令人惊叹的战斗场景特效。
首先，让我们从粒子系统开始。
粒子系统是一种可以模拟大量粒子行为的工具，它可以用来制作火花、烟雾、爆炸等特效。
在Blender中，我们可以通过创建一个粒子发射器对象来开始制作特效。
选择一个合适的物体作为粒子发射器，比如一个枪口或者爆炸的中心点，然后进入粒子系统设置面板。
首先，确定粒子的基本属性，如数量、寿命、大小等。
接下来，在“物理”选项卡中选择适当的粒子行为，比如设置重力、速度、摩擦力等参数，以便模拟出真实的效果。
在战斗场景中，我们可能需要制作射击的火花特效，可以通过调整粒子的颜色、形状和透明度等来实现。
另外，利用变异功能，可以使火花以不同的速度和方向喷射出来，增加特效的真实感。
除了粒子系统，碰撞检测是实现真实效果的关键。
在战斗场景中，碰撞检测可以模拟出物体之间的相互作用，比如子弹击中物体时的爆炸效果。
在Blender中，我们可以利用刚体系统来实现碰撞检测。
首先，选择需要进行碰撞检测的物体，并为其添加刚体属性。
在物体的“物理”选项卡中，将类型设置为“活动”或“动态”，这取决于物体的特性。
然后，为粒子发射器对象添加碰撞检测属性。
在粒子系统设置面板的“物理”选项卡中，将碰撞设置为“对象”或“网格”，选择需要进行碰撞检测的物体或网格。
通过调整碰撞形状和摩擦力等参数，可以使粒子在与物体碰撞时产生适当的反弹和摩擦效果。
当粒子发射器对象与碰撞物体相交时，粒子将根据碰撞属性进行反应，比如爆炸、散开或弹开等。
通过调整粒子的生命周期和初始速度等参数，可以使特效产生更加逼真的效果。
此外，可以进一步优化特效效果，比如添加纹理、调整光照和阴影等，以使特效更具真实感和冲击力。
粒子系统在飞机火灾消防视景仿真中的应用
粒 子 系统 在 飞机 火灾 消 防视 景 仿 真 中 的应 用
， 贾立 山Ｌ ， 王 立 文
（ １ ． 中国民航大学 天津市 民用航空器适航与维修重点实验室 ， 天津 ３ ０ ０ ３ ０ ０； ２ ． 中国民航 大学 航空地面特种设备 民航研究基地 ， 天津
３ ０ ０ ３ ０ ０）
令泡沫粒子相对于地面坐标系的速度向量为vp车辆坐标系原点相对于地面坐标系的速度向量为vtvxtdvytdvztd消防炮基座坐标系原点相对于车辆坐标系的速度向量消防炮朝向坐标系原点相对于消防炮基座坐标系的速度向量为vcvxcivycivzci令车辆坐标系相对地面坐标系转动角速度向量为消防炮基座坐标系相对车辆坐标系的转动角速度向量为消防炮朝向坐标系相对于消防炮基座坐标系的转动角速度向量为cigccigc其中vpi为消防炮炮口在消防炮基座坐标系的运动速度向量
第３ ７卷 第 ３ 期
２ ０ １ ４年 ３月
合 肥 工 业 大 学 学报 （ 自然科 学版）
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＨＥ ＦＥＩ ＵＮＩ ＶＥＲＳ Ｉ ＴＹ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬ ＯＧＹ
Ｖｏ １ ． ３ ７ Ｎｏ ． ３
Ｍａ ｒ ．２ ０１ ４
Ｄｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ３ — ５ ０ ６ ０ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ３ ． ０ １ ３
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｉ ｎ ｖ ｉ ｅ ｗ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｖ ｉ ｓ ｕ ａ ｌ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｆ ｉ ｒ ｅ ｆ ｉ ｇ ｈ ｔ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ａ ｉ ｒ ｐ ｌ ａ ｎ ｅ ｗｉ ｔ ｈ ａ ｉ ｒ ｐ ｏ ｒ ｔ ｆ ｉ ｒ ｅ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｄ ｒ ｉ ｖ ｉ ｎ ｇ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｏ ｒ ，ｔ ｈ ｅ ｕ ｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｒ ｅ ａ ｌ — ｔ ｉ ｍｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｏ ｆ ｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｆ ｉ ｒ ｅ ｆ ｉ ｇ ｈ ｔ — ｉ ｎ ｇ ｓ ｃ ｅ ｎ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗａ ｓ ｐ ｒ ｏ ｍｏ ｔ ｅ ｄ ． Ｖｉ ｓ ｕ ａ ｌ ｓ ｃ ｅ ｎ ｅ ｏ ｆ ｆ ｉ ｒ ｅ ｏ ｆ ａ ｉ ｒ ｐ ｌ ａ ｎ ｅ ｗａ ｓ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｅ ｄ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｖｅ ｇ ａ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ ．Ｔｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｓ ｅ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ａ ｌ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｎ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ａ ｌ ｍｏ ｄ ｕ ｌ ｅ ｉ ｎ Ｖｅ ｇ ａ ，ｆ ｌ ａ ｍｅ ａ ｎ ｄ ｓ ｍｏ ｋ ｅ
AE中实现模拟粒子系统的技巧
AE中实现模拟粒子系统的技巧Adobe After Effects（AE）是一款功能强大的视频特效和合成软件，在电影、电视创作、广告制作等领域被广泛使用。
AE提供了众多特效插件和工具，其中之一就是模拟粒子系统。
通过模拟粒子系统，可以创建出各种炫酷的特效效果，比如烟雾、雨滴、火焰等。
下面将介绍一些在AE中实现模拟粒子系统的技巧。
1. 使用AE自带的粒子效果AE自带了一些基本的粒子效果，如Circle、Flare、Rings等。
你可以通过调整这些效果的属性，比如粒子数量、大小、颜色、速度等，来创建出不同的效果。
在AE主界面右键点击“新建”-“效果”-“粒子系统”，选择自带的粒子效果，然后在效果控制面板上调整相关属性即可。
2. 使用第三方插件除了AE自带的粒子效果，还可以使用第三方插件来扩展粒子效果的能力。
比如Trapcode Particular和Red Giant Universe的Particle Illusion插件，它们提供了更多精细的控制选项和特效预设，能够创建出更丰富的粒子效果。
3. 利用合成模式和蒙版利用合成模式和蒙版可以让粒子效果更加具有层次感和变化。
在AE中，可以通过调整不同图层的合成模式和添加蒙版来实现这一点。
例如，将一个烟雾效果的粒子图层作为底层，添加一个火焰效果的粒子图层并使用蒙版，可以让火焰看起来是从烟雾中产生的。
4. 使用表达式表达式是AE中非常强大的功能，可以实现复杂的控制和自动化。
通过编写表达式，可以让粒子系统的行为更加智能和自然。
比如，可以使用表达式来控制粒子的速度、方向、大小等参数，以及与其他图层的交互。
对于有一定AE基础的用户来说，使用表达式可以进一步提升粒子效果的创造力和实用性。
5. 调整粒子的行为和外观除了基本的属性调整，还可以通过添加助手图层、粒子物理特性、粒子间互动等方式，进一步调整粒子系统的行为和外观。
比如，可以添加重力引力助手图层，让粒子呈现自然下落的效果；或者使用粒子间碰撞特性，让粒子之间产生互动。
特效制作的艺术 Blender粒子系统的高级运用
特效制作的艺术：Blender粒子系统的高级运用Blender 是一款功能强大的开源3D建模软件，广泛应用于电影、动画和游戏制作。
作为Blender的一项重要功能，粒子系统在特效制作中扮演了重要的角色。
本文将介绍如何在Blender中高效运用粒子系统来实现各种特效效果。
1. 发射器设置在开始使用粒子系统之前，首先需要创建一个发射器来控制粒子的发射行为。
在Blender中，通过在3D视图中选择一个对象，并在“粒子”选项卡中创建一个新的粒子系统来创建发射器。
在粒子系统面板中，可以设置发射器的位置、方向、大小和形状等属性。
通过调整这些属性，可以实现不同的粒子发射效果。
2. 粒子类型与外观Blender的粒子系统支持多种类型的粒子，包括点粒子、线粒子和物体粒子等。
根据不同的需求，选择合适的粒子类型，并设置其外观属性。
可以调整粒子的大小、颜色、透明度等属性，以及应用纹理或材质来增加粒子的真实感。
3. 动力学模拟粒子系统不仅可以用来创建静态效果，还可以通过动力学模拟来实现更加动态和真实的效果。
在粒子系统面板的“动力学”选项中，可以设置粒子的物理属性，如重力、速度、摩擦力等。
通过合理调整这些参数，可以模拟出火焰、烟雾、水流等各种真实的物理效果。
4. 碰撞与交互Blender的粒子系统还支持碰撞与交互效果的实现。
在“碰撞”选项中，可以设置粒子与其他对象之间的碰撞检测和反应行为。
可以通过设置碰撞对象的表面属性和反弹系数来实现粒子的弹跳效果，或者通过设置摩擦系数来实现粒子在表面滑动的效果。
5. 多层次效果通过将多个发射器和粒子系统进行组合，可以实现更加复杂的特效效果。
可以将不同类型的粒子系统叠加在一起，以实现火焰颗粒和火花颗粒同时出现的效果；也可以将不同的发射器设置在不同的图层中，以实现不同类型的粒子在不同的位置和时间上同时发射的效果。
6. 粒子的细节控制为了使特效更加真实和生动，需要对粒子系统的细节进行调整。
在粒子编辑器中，可以对每个粒子进行个性化的调整，如增加随机性、改变速度和大小等。
3Dmax中的特效制作技巧：制作粒子和模拟效果
3Dmax中的特效制作技巧：制作粒子和模拟效果3Dmax是专业的三维建模和动画软件，它提供了丰富的特效制作功能，包括粒子和模拟效果。
本文将详细介绍在3Dmax中如何制作粒子和模拟效果，帮助读者进一步掌握这一技术。
一、制作粒子效果的步骤：1. 创建粒子发射器：在3Dmax的工具栏中选择"Particle"或"创建"，然后选择"Particle Systems"，接着选择"Super Spray"。
在视口中点击并拖动鼠标来创建一个发射器。
2. 设置发射器属性：在属性编辑器中设置发射器的属性，包括位置、大小和发射速度等。
可以通过调整这些参数来获得不同的效果。
3. 配置粒子的外观：在属性编辑器中选择"粒子"，然后设置粒子的形状、颜色和贴图等。
可以通过调整这些参数来使粒子看起来更加真实和生动。
4. 设定粒子的行为：在属性编辑器中选择"动力学"，然后设置粒子的行为，如引力、碰撞和反重力等。
可以通过调整这些参数来模拟真实世界中的物理效应。
5. 调整和预览效果：在属性编辑器中不断调整发射器和粒子的属性，然后在视口中预览效果。
可以通过反复尝试和调整来获得理想的结果。
二、制作模拟效果的步骤：1. 定义物体的材质和纹理：在3Dmax的材质编辑器中，选择一个合适的材质类型，然后为物体添加纹理和颜色等属性。
可以选择自带的材质模板，也可以自定义材质。
2. 添加模拟器：在工具栏中选择"动画"，然后选择一个适合的模拟器，如"Flex"或"MassFX"。
通过将模拟器应用到物体上，可以为其添加真实的模拟效果。
3. 调整模拟器参数：在模拟器的属性编辑器中，调整各种参数来控制模拟效果，如物体的质量、刚度和阻尼等。
可以通过反复尝试和调整来获得理想的效果。
4. 添加约束和碰撞体：在属性编辑器中选择"约束"和"碰撞体"，然后将它们应用到物体上来控制其行为。
AE粒子效果与模拟技巧
AE粒子效果与模拟技巧Adobe After Effects（简称AE）是一款广泛应用于电影、电视和视频制作中的特效软件。
其中的粒子效果是其强大功能之一，可以为作品增添丰富的视觉效果。
本文将介绍AE粒子效果的原理、应用及模拟技巧，帮助读者更好地掌握AE粒子效果的使用方法。
一. AE粒子效果的原理AE粒子效果是通过模拟粒子运动和相互作用的原理来实现的。
在AE中，粒子效果可以是烟雾、火焰、飞翔的鸟群等不同形式的物体。
它们可以以随机的方式移动、旋转和相互碰撞，产生逼真的效果。
二. AE粒子效果的应用1. 粒子逐帧效果：通过在AE中使用粒子效果，可以实现精细的逐帧动画效果。
例如，在一个场景中，可以使用粒子效果来模拟雨滴的下落，让整个场景更加生动。
2. 特殊效果模拟：AE的粒子效果还可以用来模拟一些特殊效果，如火焰、烟雾、爆炸等。
通过调整粒子的大小、颜色和运动轨迹，可以产生逼真的特效，并且在后期制作中进行调整和修改。
3. 文字和图形效果：除了模拟自然界的现象，AE的粒子效果还可以应用于文字和图形的动画制作中。
通过对粒子效果的参数进行调整，可以让文字和图形呈现出独特的效果，增强作品的视觉冲击力。
三. AE粒子效果的模拟技巧1. 粒子发射器的设置：在AE中，粒子发射器是控制粒子运动的关键。
合理设置粒子发射器的位置、大小、发射速度和发射方向等参数，可以使粒子效果更加符合预期。
2. 粒子的外观调整：在粒子效果中，通过调整粒子的大小、透明度和颜色，可以使粒子看起来更加真实。
此外，还可以通过给粒子添加纹理和阴影来增强效果的真实感。
3. 粒子运动的控制：AE中提供了多种方法来控制粒子的运动，如引力、速度、风力等。
通过适当地调整这些参数，可以制作出粒子互相吸引、聚集或分散的效果。
4. 光影效果的添加：为了增加粒子效果的层次感，可以在AE中添加光影效果。
通过调整光源的位置和强度，可以让粒子效果更加立体和逼真。
总结：AE粒子效果的应用十分广泛，无论是在电影特效制作还是在视频广告中，都可以看到其作用。
AE的粒子仿真系统怎么使用
谢谢观看
根据素材的大小，适当缩放（快捷键 是S），以便于最后效果的预览。
AE软件的操作方法:
接下来的重点来了，用鼠标移动指针 到需要编辑效果的时间点，选操作方法:
还可以这样添加粒子仿真系统：定位 时间指针，找到上方工具栏的：效果 -模拟仿真-粒子仿真系统。
AE软件的操作方法:
效果添加之后，会在右上看到默认的 粒子仿真系统，在左上角的“特效控 制台”里面，会有这个粒子仿真系统 的参数显示。
AE软件的操作方法:
左图表示了本步骤的内容，以图片内 容为准。
AE软件的操作方法:
可以打开这个粒子仿真系统的设置参 数，进行-粒子类型、动画、大小等 重要参数的调整，还可以给这些关键 参数设置关键点，形成效果的渐变动 画。这样就完成了粒子仿真系统的制 作。
AE软件的操作方法:
左图表示了本步骤的内容，以图片内 容为准。
AE软件的操作方法:
左图表示了本步骤的内容，以图片内 容为准。
制作方法总结：
1、素材的导入； 2、素材导入时间线调整大小； 3、特效的两种添加方法； 4、特效参数的更改及关键帧的添加。
注意事项
tips：特效的位置随着软件版本的不同而稍有变化。
AE的粒子仿真系统怎么使用
内容介绍
AE的粒子仿真系统，在影视剧或者是电影中经常被用到，其实在视频后期软件里面的做法很简单， 今天我就来分享一下：
AE软件的操作方法:
首先就是素材的导入、AE新合成的建 立，这个导入的方法很简单，在这里 不再赘述，然后将素材库的素材拉至 合成里面的时间线上。
AE软件的操作方法:
虚拟现实在粒子加速器设计中的运用
虚拟现实在粒子加速器设计中的运用粒子加速器是一种重要的科学工具，用于模拟和研究微观世界中的粒子相互作用。
随着科技的不断发展，虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术的出现为粒子加速器的设计和优化提供了全新的可能性。
本文将探讨虚拟现实在粒子加速器设计中的运用，重点介绍其在模拟实验环境、优化器设计和人机交互等方面的应用。
一、虚拟现实在模拟实验环境中的应用在粒子加速器设计过程中，为了确保加速器的稳定性和性能，科学家们需要进行大量的模拟实验。
传统的实验模拟通常需要建立昂贵的实验设备和调试大量的图形界面，这不仅时间耗费巨大，而且在实验过程中存在一定的风险。
虚拟现实技术的出现改变了这一现状。
利用虚拟现实技术，科学家们可以在虚拟空间中建立一个高度仿真的实验环境，准确模拟粒子加速器的运行过程和粒子之间的相互作用。
通过VR头盔和手柄，用户可以操作虚拟加速器，调整各项参数，并实时观察实验结果。
这种虚拟实验环境不仅可以极大地提高实验效率，减少实验成本，还能提供更直观、真实的实验体验，有助于科学家们更好地理解加速器的工作原理和性能特点。
二、虚拟现实在优化器设计中的应用粒子加速器的优化器设计是提高其性能的关键环节。
优化器设计需要考虑多个因素，包括束流的稳定性、加速器的效率和能量损耗等。
传统的优化器设计通常需要大量的试错实验和模拟计算，耗时且效果不稳定。
虚拟现实技术可以提供一种全新的方法来进行优化器设计。
通过虚拟现实技术，科学家们可以建立一个虚拟的优化器设计平台。
在这个平台上，用户可以通过虚拟手柄或者简单的手势控制，实时调整和修改优化器的参数，并观察这些参数对加速器性能的影响。
虚拟现实技术的实时交互性和直观性使得优化器设计变得更加高效和可操作。
科学家们可以在虚拟环境中快速尝试不同的优化方案，减少试错实验的时间和成本。
三、虚拟现实在人机交互中的应用粒子加速器的设计和运行通常需要和多个科学家和工程师的合作。
人机交互的效率和舒适度直接影响着工作效率和结果质量。
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模拟器视景中伪粒子系统的应用
张伟齐丽君姚连珏李松维
（空军第二航空学院军事仿真技术研究所长春 130022）
摘要视景作为模拟器的组成部分,对模拟效果起到了关键作用。
而对自然现象的模拟是视景模拟不容忽视的一个方面。
粒子系统是模拟自然现象一种常用的方法，但这种方法运算量和存储量过大，降低了系统资源的使用效率。
本文提出了伪粒子系统模拟方式，并从原理、制作方法及其应用等几方面对该模拟方式进行全面阐述。
关键词图元 伪粒子系统 纹理
1、前言
在模拟器的视景中，如果能成功地模拟各类自然现象，视景将会变得逼真和生动。
人们经过大量试验和研究，得到了一种模拟方法—粒子系统模拟法。
粒子系统主要用来解决由大量按一定规则运动（变化）的微小物质组成的大物质在计算机上的生成与显示的问题。
粒子系统的应用相当广泛，大的可以模拟原子弹爆炸、星云演化，小的则可以模拟水波、火焰、烟火、云雾等等。
粒子系统的一个显著特征是—粒子都具有相当丰富的动态属性，每个粒子都需要一些如位置、速度、加速度、生命期等属性来使它区别于其他的粒子。
这也就使得粒子系统存在一个严重弊端，就是运算量和存储量都非常大，虽然人们试图用各种办法对其进行简化，但它从微观的角度进行自然景观模拟的思路使得最终结果并没有根本性的改变。
对于相对较复杂的视景系统，要同时显示几何图元、图元上的纹理以及一些特殊效果，信息量往往是非常大的，视景系统计算机资源已经比较紧张，在此基础上，再来用粒子系统模拟自然现象，就会严重影响视景系统的实时性。
本文提出的伪粒子系统模拟方式，就能有效地解决这样的矛盾。
2、伪粒子系统的原理
2.1 基本原理
伪粒子系统模拟方式是通过给图元指定动态的、具有Alpha通道的系列纹理来对自然现象进行模拟的。
这些纹理图片是某个动态自然现象过程的整体反映。
对自然现象的模拟，只需要一组图元（四边形或三角形或其它），并按次序更换图元的纹理，既可实现对应的粒子系统用成百上千的粒子才能表达出来的景象，大大降低了视景系统的运算量和存储量，节约了系统资源。
2.2 实现要点
用伪粒子系统基本实现粒子系统的模拟功能，关键有两点：1、视角跟随的BillBoard图元绘制方法。
由于一个图元的表现力毕竟是比较单薄，所以要依靠BillBoard技术使其具有动态的视角特性。
图元的BillBoard属性可以在模型建立时赋给图元。
2、具有一组动态连续的Alpha通道系列纹理图片。
2.3系列纹理的获得
系列纹理可以从录像素材中截取，也可以自己拍摄一组照片，还可通过相关的粒子制作软件来获得。
比如Illusion，它具有多个粒子库，种类多，借助它可以制作出系列纹理。
3、系列纹理的制作
通过上述方法得到的系列纹理不具有透明效果，还要经过处理才能被应用。
Alpha 通道主要用于使纹理图片在不同的位置具有不同的alpha值，从而在渲染时可以具有渐变的边缘、透明、半透明等效果。
纹理可以以*.rgb的格式存储。
下面说明具有Alpha 通道的纹理图片制作过程。
3.1增加Alpha通道
首先获取一张原始的数字纹理图片，在PhotoShop中打开（如图1所示）。
图1 图2
如果这张图片是RGB模式的，就可以直接打开它的通道模式；否则，需要首先转换成RGB模式（图2）。
选择一个与所需要透明的模式最接近的一个通道，并复制它。
取名为Alpha（图3）。
图3
3.2 Alpha通道的调节
选中Alpha通道，按Ctrl+L键，弹出Level对话框（图4）。
将中间表示图像灰度的指针调节到降低对比度的一端，这样，火焰上的细节就不再影响图像alpha 通道的透明度。
得到alpha通道的图形（图5）。
图4 图5
3.3 制作系列纹理
在纹理应用中，白色的部分是不透明的，而黑色的部分为完全透明的。
这仅仅是系列纹理中的一个纹理，采用相同的方法，可得到一组系列纹理。
4、伪粒子系统的应用
得到了具有Alpha 通道的系列纹理图片后，还要将每个纹理赋给一个单一的图元，这个图元通常是四边形的。
4.1 贴图
首先要给图元贴纹理。
运行MultigenCreator，根据需要，在相同位置绘制一组图元，在纹理面板中调入已处理过的系列纹理。
对应地将纹理贴到一组图元上。
调整结构并隐藏除第一个图元之外的其它图元，模型结构如图6所示。
图6
4.2 更改纹理属性
在纹理应用时，可采用纹理双线性过滤，这是一种较好的材质影像插补的处理方式，会先找出最接近像素的四个图素，然后在它们之间作差补效果，最后产生的结果才会被贴到像素的位置上，这样不会看到“马赛克”现象。
系列纹理还可采用三线性过滤方式，这是一种更复杂材质影像插补处理方式，会用到相当多的材质影像，而每张的大小恰好会是另一张的四分之一。
例如有一张材质影像是512×512个图素，第二张就会是256×256个图素，第三张就会是128×128个图素等等，总之最小的一张是1×1。
凭借这些多重解析度的材质影像，当遇到景深极大的场景时（如飞行模拟），就能提供高品质的贴图效果，可去除材质的“闪烁”效果。
对于需要动态物体或景深很大的场景应用方面而言，只有“三线性过滤”才能提供可接受的材质品质，使模拟效果更加真实。
4.3 修改图元属性
将BillBoard技术应用给图元。
在图元属性中，设置类型为：Axis With Alpha（图7），使图元具有动态的视角特性。
图7
5、结束语
通过视景驱动程序调用模型，就可模拟爆炸火光的效果。
伪粒子系统除了模拟爆炸火光外，还可以动态模拟瀑布、闪电、喷泉、燃烧的火、流动的云等等。
这种模拟方式既能达到较好的模拟效果又能节省系统资源。
参考文献
1、范贤德等著 《计算机成象技术与应用》 吉林人民出版社 2001.1
2、The MultiGen Creator Desktop Tutor Version 2.5 for Windows 2001
3、Kenneth.R.Castleman. 《数字图像处理》 PRENTICE HALL出版公司 1998.9
4、吴家铸等编著《视景仿真技术与应用》 西安电子科技大学出版社 2001年7月。