粒子系统在雨景仿真中的研究和应用
粒子系统在雨景仿真中的研究和应用
粒子系统在雨景仿真中的研究和应用【摘要】由于自然现象的不规则性，真实地对自然现象仿真是有难度的，本文详细的介绍了粒子系统的相关内容，并以雨滴粒子为例，系统的介绍了粒子系统在雨景仿真中的应用，通过分析模型中雨粒子的属性及其变化，结合Opengl 技术对雨滴的下落做出了逼真的模拟。
【关键词】虚拟现实；粒子系统；雨景仿真；Opengl0 前言逼真的模拟自然景物是计算机图形学具有挑战性的一个课题，其主要原因是自然景物具有随机变化的形状，造型相对困难以及其表面包含的丰富细节。
目前，已经有较多的算法和理论对不规则物体的模拟，如JoStarm和EugeneFiume建立的紊流模型；D.S.Ebert等提出的用定义实体纹理的方法来表示气体及其运动，并通过变化纹理参数实现动画等。
这其中被认为模拟不规则模糊物体最为成功的一种图形生成算法当数Reeves的粒子系统理论，它具有良好的动态性和随机性，能够逼真地模拟动态景物。
因此，对粒子系统方法模拟自然景物方法的研究，有着重要的科学意义和广阔的应用前景。
1 虚拟现实虚拟现实（VR，Virtual Reality），又称做虚拟环境（VE，Virtual Environment），是一种逼真的集合了视、听、触觉的计算机生成环境，从本质上说，就是一种先进的API，用户可以借助必要的设备以一种自然的方式与虚拟环境中的物体进行交互作用，从而获得一种身临其境的感受和体验。
在虚拟现实技术研究和发展的过程中，其具有三个“I”的特性：①交互（Interaction）；②想象（Imagination）；③沉浸（Immersion）。
2 粒子系统目前最常使用的过程模型有如下三类：①基于过程的纹理模型；②基于分形理论的算法模型；③基于动态随机生长原理的算法模型。
这其中基于动态随机生长原理的算法模型当中是以Reeves提出的粒子系统为代表，粒子系统是迄今为止被认为是模拟不规则物体最为成功的一种图形生成算法。
基于OGRE粒子系统的下雨效果模拟
粒子 系统 理论 。Ｆ ｕ ｅ 分形 算法 采 用 迭代 方 法产 生 粒子 。 ｏ ｍｉｒ 计 算量 很大 ；而 粒子 系 统理 论 主要 是 对不 规 则 的模 糊 物体 进 行
模拟 。
简化 ， 有力 地保证 了集群 系统 的高 效 、 稳定 运行 。
参考 文献 ： ［ ］ （ ） Ｅ Ｌ ＭＡ Ｔ Ｗ ， Ｉ ＨＡＲＤ Ｓ ＯＮ ．Ｉ Ｘ 程 序 设 计 （ １ 英 Ｎ Ｉ Ｔ ＨＥ Ｒ Ｃ Ｔ ＥＳＬＮＵ 第 ３版 ）Ｍ］陈健 ， ［ ． 宋健 建 ， 北京 ： 民邮 电 出版 社 ，０ ７ 译． 人 ２０ ．
３ 结束 语
目前 ， 种新 的 Ｉ 这 Ｏ负 载 均衡 方 式 和 这 套 “ Ｑ集 群 系统 管 Ｚ
理 工 具 ” 主 要 应 用 于 大 庆 油 田 与 美 国 西 方 公 司 Ｏ ｅ ａ软 件 相 ｍｇ
［ ］ （ ） Ｃ Ａ Ｌ ＫＪ Ｈ Ｓ ＮＬｎ ｘ 用程 序 开 发 （ ２版 ） Ｍ］ ２ 美 ＭＩ Ｈ Ｅ ． Ｎ Ｏ ．ｉ 应 Ｏ ｕ 第 ［ ．
的 效果 。
关 键 词 ： 拟 现 实 ； ＧＲ 粒 子 系统 ； 质 虚 Ｏ Ｅ； 材
中 图 分 类 号 ：Ｐ １ ．１ Ｔ ３ １１
文献标 识码 ： Ａ
文 章 编 号 ：６ ２ ７ ０ （ ０ ０ ０ — ０ ５ ０ １７ — ８０ ２ １ ）４ ０ １ — ３
Ｏ Ｒ Ｇ Ｅ粒 子 系统 支持 脚本 语 言 ． 以在 脚本 中设 置 粒子 和 可
量 的不 规则 的物 体 ， 比如 云 、 烟雾 、 尘 、 雪 、 灰 雨 飞沙 走 石 、 火 焰 等 。 这些 现象 的模拟 是计 算机 图形 学 的一个 研究 热点 。目前 对
三维数字化技术综合应用：雨景
三维数字化技术综合应用——雨景
粒子系统是3ds Max提供的特效工具，它使用程序的方法为大量的小型对象设置动画，用于创建大量的粒子集合并制作粒子流的动画效果，例如，创建暴风雪、水流或爆炸等。
粒子系统本身提供了一些简单的粒子形状，也可将场景中的任何几何体定义为粒子形状。
粒子系统还能象普通几何体一样被赋予材质。
小结
3ds Max提供了功能强大的粒子系统，
使用粒子系统可以非常方便地创建雨、
雪、烟、火花、瀑布、喷泉等动画效果。
这次课我们制作了雨的动画，大家课后
练习时可以改成雪花飘飞的动画效果。
谢谢观看。
粒子系统在雨景仿真中的研究和应用
当中是以 Ｒ ｅｅ 提 出的粒子 系统为代表 ． ｅｖｓ 粒子系统是迄今为 止被认为是模拟不规则物体最为成功的一种图形生成算法。
自然景物方法 的研究 ． 有着重要 的科学意义和广 阔的应用前
景。
２１ 粒子系统简介 ． 用大量 的、 具有一定生命 的粒子 图元 来描述 自然界不规
【 关键词 】 虚拟现 实； 系统 ； 粒子 雨景仿真 ；ｐｎｌ Ｏ ｅｇ
Ｐａ ｔ ｌ ｓｉ ｅ Ｒａ ｎ ｏ ｅ Ｓ ｍｕ ａ ｉ ｎ ｏ ｎ ｓ ａ ｅ Ｓ ｓｅ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｄ Ｔｈ ｐ ｉａ ｉｎ ｒ ｉ ｅ Ｔｈ ｉ ｆＴｈ ｉ ｌ ｔ ｆＬａ ｄ ｃ ｐ ｙ ｔ ｍ ｓ ａ ｃ ｎ ｅ Ａｐ ｌ ｔ ｃ ｎ ｏ ｃ ｏ
则 的模糊景物是粒子 系统模型的基本思想 。粒子系统中的粒
１ 虚 拟 现实
虚拟现实（ Ｒ， ｉｕ ｅｌｙ， Ｖ Ｖｒ ａ Ｒ ａｉ）又称 做虚拟环境（Ｅ， ｉ ｔｌ ｔ Ｖ Ｖｒ －
ｄ ｃ ｄ ｔ ｅ ｐ ｒｉｌ ｙ ｔ ｍ ｅａ ｅ ｏ ｔ ｎ ， ｎ ｏ ｒｉ ｓａ ｘ ｍｐ ｅ ｏ ｅｐ ｒ ｃｅ ｓ ｓｅ ｓｉ ｔ ｄ ｃ ｄ ｉ ｅ ｒ ｉ ａ ｔ ｌ ｙ ｔｍ ｆ ｕ ｅ ｈ ａｔ ｅ ｓ ｓｅ ｒ ｌｔ ｄ ｃ ｎ ｅ ｔ ａ ｄ ｔ ａ ｎ ａ ｎ ｅ ａ ｌ ｆｔ ａ ｔ ｌ ｙ ｔｍｓ ｉ ｎｒ ｕ ｅ ｎ ｔ ａｎ ｐ ｒ ｃｅ ｓ ｓｅ ｏ ｃ ｈ ｉ ｏ ｈ ｉ ｔ ｅ ｓｍｕ ａｉ ｎ ｏ ｎ ｓ ａ ｅ ａ ｐ ｉａｉ ｎ ｔ ｒ ｕ ｈ ｔ ｅ ａ ａｙ ｉ ｄ ｌ ｅ ｐ ｏ ｅｔ ｎ ｔ ｃ ａ ｇ ｏ ｔｒｉ ｇ ｐ ｒ ｃｅ ， ｏ ｉｅ ｉ ｈ ｉ ｌｔ ｆｌ ｄ ｃ ｐ ｐ ｌ ｔ ， ｈ ｇ ｎ ｌ ｓｓｍｏ ｅ ｔ ｒｐ ｒ ａ ｄ ｉ ｈ ｎ ｅ ｃ ｓａ ｒ ａ ｔ ｌｓ ｃ ｍｂ ｎ ｄ ｗ ｔ ｏ ａ ｃ ｏ ｏ ｈ ｆ ｏ ｈ ｙ ｓ ｎ ｉ ｈ
基于粒子系统的虚拟喷泉的仿真与实现的开题报告
基于粒子系统的虚拟喷泉的仿真与实现的开题报告摘要：本文提出了一种基于粒子系统的虚拟喷泉的仿真与实现方案。
首先介绍了喷泉的相关知识，并分析了现有的喷泉仿真方法的优缺点。
然后，介绍了粒子系统的基本原理和应用，并指出了其在虚拟喷泉仿真中的优势。
接着，根据虚拟喷泉的特点，设计了一种基于粒子系统的仿真模型，并对模型进行了具体的实现。
最后，对实现结果进行了测试和评估。
关键词：喷泉；粒子系统；仿真一、研究背景与意义在计算机图形学中，模拟自然现象一直是一个重要的研究方向。
其中，喷泉作为一种美丽的自然景象，具有较高的艺术价值和科学研究价值。
传统喷泉仿真方法主要是基于三维建模和物理仿真，但这种方法需要大量的计算和数据存储，且不能真实地反映喷泉的动态变化过程。
因此，需要一种更加高效、精确的虚拟喷泉仿真方法来满足需求。
粒子系统作为一种流行的计算机图形学技术，已经被广泛应用于各种自然现象的模拟中，如烟雾、火焰、水波等。
与传统的物理仿真方法相比，粒子系统具有更高的计算效率和更好的表现效果，且对系统的交互性能要求较低。
因此，利用粒子系统来模拟虚拟喷泉是一种合理的选择，同时也是本研究的重点。
二、研究现状与问题分析目前，已有一些关于喷泉仿真的研究，其中主要是基于物理仿真和建模的方法。
例如，基于质点弹簧系统的物理仿真方法可以较为真实地反映喷泉的水流形态和流速，但这种方法需要大量的计算和存储资源。
而基于三维建模的方法可以更精细地展现喷泉的外观设计和细节，但缺少喷泉动态变化的特点。
基于粒子系统的虚拟喷泉仿真方法可以较好地解决上述问题。
粒子系统是通过对虚拟物体进行粒子化处理，用质点代表物体的各个部分，然后根据物理规律进行运动和交互，达到模拟物体运动的效果。
本文旨在探究基于粒子系统的虚拟喷泉仿真方法，并研究如何利用粒子系统模拟喷泉的外观、流动和水滴飞溅等特征。
三、研究方法与思路首先对喷泉的动态特征进行分析，进而设计一种基于粒子系统的虚拟喷泉仿真模型。
基于粒子系统的大规模漫游环境实时降雨模拟
基于粒子系统的大规模漫游环境实时降雨模拟李占利;吕淑丽【期刊名称】《计算机应用与软件》【年(卷),期】2014(000)001【摘要】降雨是一种重要的自然现象，对降雨的模拟可以大大提高虚拟场景的真实感，粒子系统是模拟降雨的一种有效方法。
针对已有降雨模拟方法的不足，提出一种应用于大规模漫游环境下实时降雨的新方法。
首先通过分析雨的行为，建立恰当的雨滴粒子模型；其次通过在极坐标内生成雨滴粒子，提高粒子的利用率；最后就风对于雨滴的干扰作用进行计算，模拟出了逼真的雨滴运动过程。
实验表明，该方法生成的大规模漫游环境下的雨景真实自然，实时性高，具有一定的实用价值。
%Raining is an important natural phenomenon.Simulation of raining will greatly improve the reality of virtual scene,and the particle system is an effective way to simulate raining.To solve the shortage of previous simulation method,we put forward a new approach for the simulation of raining in large-scale roaming terrain.First,a proper raindrop particle model is built by analysing the actions of the rain;then,the utilisation rate of particles is improved by generating the raindrop particles in polar coordinates.Finally,the interference of the wind on raindrops is calculated so that the verisimilar movement process of raindrops issimulated.Experimental results show that the raining scene in large-scale roaming terrain generated with this method is real,natural and with high real-time performance,it has certain applied value.【总页数】5页(P214-217,228)【作者】李占利;吕淑丽【作者单位】西安科技大学计算机科学与技术学院陕西西安710054;西安科技大学计算机科学与技术学院陕西西安710054【正文语种】中文【中图分类】TP391【相关文献】1.基于粒子系统的三维场地降雨实时模拟 [J], 罗维佳;都金康;谢顺平2.基于GPU粒子系统的大规模雨雪场景实时模拟 [J], 刘小玲;杨红雨;郭虎奇3.基于粒子系统的实时降雨、降雪模拟 [J], 刘芳;佟巍4.基于GPU粒子系统的大规模场景高效雨雪实时模拟 [J], 文治中;刘直芳;李纲;梁威5.基于粒子系统的实时降雨模型 [J], 宋刚;范晓磊因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
粒子系统论文：列车驾驶仿真器视景仿真之雨雪现象的模拟
粒子系统论文：列车驾驶仿真器视景仿真之雨雪现象的模拟【中文摘要】随着我国轨道交通的高速发展,对列车驾驶人员安全行车提出了更高要求。
而雨雪天气直接影响列车驾驶安全,培训列车驾驶人员雨雪天气下的安全行车凸显重要。
雨雪天气下,车窗玻璃上的雨滴或雪花影响列车驾驶人员的视觉。
在列车模拟驾驶器视景中加入模拟雨雪天气下车窗的效果,可提高列车驾驶仿真环境的逼真度。
本论文选择粒子系统为数学模型,模拟列车视景仿真中的雨雪现象。
选用三维建模软件MultiGen Creator建立雨刮器模型。
选用C++、实时三维渲染软件开发包OpenGL Performer、三维图形接口OpenGL 和着色语言GLSL模拟车窗雨滴和雪花,以及雨刮器功能。
本论文首先介绍粒子系统的基本模型,并结合列车运行的特点,给出列车视景仿真场景粒子和车窗粒子的模拟方法。
论文将车窗粒子分为静态粒子和动态粒子,静态粒子用来实现雨雪附着在车窗的效果；动态粒子用来实现雨滴在车窗滑落动的动态效果。
再次,本论文中将车窗平面分成网格,以格子为基本单元给出了雨滴滑动的模拟方法；运用OpenGL平台实现了雨滴在车窗上滑动后留下的轨迹。
并在OpenGL Performer 平台上实现了雨刮器在车窗上摆动的效果,结合车窗粒子系统实现了雨刮器的功能。
最后,在现有列车视景仿真的基础上,本论文采用GPU 可编程技术,通过改变GPU固定流水结构的程序,以OpenGL建模的方法实现车窗雨滴物理效果的模拟。
本论文最终实现了列车车窗粒子效果的仿真,提高了雨雪天气下视景仿真的真实感,满足视景仿真实时性的要求,达到了列车驾驶仿真器视景仿真的需求。
【英文摘要】With the rapid development of rail transportation, the train divers on the training of safety regulations put forward higher requirements. Moreover, the rain and snow directly affect the safety of train drivers, train driver training under the rain and snow highlights the magnitude of safe driving. Under rain or snow weather, raindrop or snow on the train window impact the train driver’s vision. The rain and snow simulation is added to train driving simulator visual can raise train driving environment simulation fidelity.In this thesis, the mathematical model selected particle system to simulate rain and snow phenomenon of train visual simulation. MultiGen Creator of establishthree-dimensional modeling software used to model wiper. Use C++, real-time three-dimensional rendering software development kit OpenGL Performer, OpenGL three-dimensional graphical interface and shading language GLSL simulate particles and wiper on train window, and the function of wiper.This paper introduces the basic model of particle systems, combining the characteristics of train operation, give a method of simulating particles which are in scene and train window. Papers will be divided into static particles and dynamicparticles on train window. Static particles used to simulate particle of attached to train window. Dynamic particles use to simulate particle of moving on train window. Again, plane of train window will be divided into several lattices. To lattice as the basic unit, papers give a measure that raindrop move on train window. Using OpenGL platform draw the track left by raindrop sliding. And using OpenGL Performer draw the wiper on train window. The wiper function has been achieved. Finally, using programmable GPU technology change the fixed program on GPU. Using the OpenGL platform render the physical effect of raindrop based on the train scene simulation.In this thesis, an ultimate simulation of particle on train window has been achieved. The result of simulate particle on train window improved rain and snow weather realistic visual simulation, and fulfill the requirements of real-time visual simulation. The effect of rendering meets the requirements of scene simulation of train simulator.【关键词】粒子系统图形处理器雨雪雨刮器雨滴滑动【英文关键词】particle system GPU rain and snow wiper raindrops sliding【目录】列车驾驶仿真器视景仿真之雨雪现象的模拟摘要6-7Abstract7第1章绪论10-16 1.1 研究的背景和意义10-11 1.1.1 课题的研究背景10-11 1.1.2 课题的研究意义11 1.2 国内外研究现状11-15 1.2.1 国外研究现状11-12 1.2.2 国内研究现状12-15 1.3 本文研究的工作15 1.4 论文的组织15-16第2章粒子系统16-24 2.1 粒子系统基本原理16-17 2.2 粒子系统的基本模型17-22 2.2.1 粒子的属性17-18 2.2.2 粒子的生命过程18-21 2.2.3 粒子的数量21-22 2.3 粒子的绘制22-23 2.4 粒子系统的实现23-24第3章图形渲染过程24-36 3.1 3D图形处理流水线24-28 3.1.1 顶点处理24-28 3.1.2 光栅化28 3.1.3 片段处理28 3.2 图形处理器的发展28-31 3.3 OpenGL介绍31-36 3.3.1 OpenGL渲染流水线31-33 3.3.2 GPU编程33-36第4章雨雪仿真的建模36-52 4.1 场景雨雪粒子36-37 4.2 车窗雨雪粒子37-46 4.2.1 静态雨雪粒子38-39 4.2.2 动态雨滴粒子39-46 4.3 雨刮器功能实现46-49 4.4 车窗物理效果实现49-52第5章雨雪模拟的实现52-70 5.1 系统构成52-53 5.2 雨刮器的模拟53-57 5.3 雨雪的模拟57-65 5.3.1 场景中雨雪的模拟57-59 5.3.2 车窗雨雪的模拟59-60 5.3.3 车窗雨滴滑动的模拟60-63 5.3.4 基于GPU车窗雨滴的模拟63-65 5.4 绘制结果65-68 5.5 绘制结果分析68-70结论70-72致谢72-73参考文献73-76攻读学位期间发表的论文76。
简述粒子系统在构建场景中的作用
简述粒子系统在构建场景中的作用
粒子系统是一种常用的特效技术，能够模拟和呈现出各种自然现象和视觉效果。
在构建场景中，粒子系统具有多种作用。
首先，粒子系统可以用于模拟自然界中的现象，比如雨滴、雪花、火焰等。
通
过调整粒子的大小、形状、运动速度和颜色等属性，可以栩栩如生地展示出这些自然现象，为场景增添真实感和生动性。
其次，粒子系统还可以用于制作视觉特效，例如爆炸、闪电、烟雾等。
这些特
效能够增强场景的冲击力和戏剧性，吸引观众的注意力，使场景更加吸引人。
此外，粒子系统还可以用于创造环境氛围。
比如在夜晚的场景中添加星空的粒
子效果，或者在海边的场景中加入海浪的泡沫效果，都能够增添情感和氛围，让观众更好地沉浸在场景中。
除了以上几点作用，粒子系统还能够用于创建交互效果。
例如，在一款游戏中，当人物行走时，通过粒子系统可以模拟出足迹的效果，让玩家感受到自己的存在感。
总之，粒子系统在构建场景中发挥着重要的作用。
它能够模拟自然现象、创造
特效、打造氛围以及增加交互效果，使场景更加真实、吸引人，并提升用户体验。
通过合理的粒子系统的运用，可以为场景添加细节和神奇之处，使其更加生动和引人入胜。
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粒子系统在雨景仿真中的研究和应用
【摘要】由于自然现象的不规则性，真实地对自然现象仿真是有难度的，本文详细的介绍了粒子系统的相关内容，并以雨滴粒子为例，系统的介绍了粒子系统在雨景仿真中的应用，通过分析模型中雨粒子的属性及其变化，结合Opengl 技术对雨滴的下落做出了逼真的模拟。
【关键词】虚拟现实；粒子系统；雨景仿真；Opengl
0 前言
逼真的模拟自然景物是计算机图形学具有挑战性的一个课题，其主要原因是自然景物具有随机变化的形状，造型相对困难以及其表面包含的丰富细节。
目前，已经有较多的算法和理论对不规则物体的模拟，如JoStarm和EugeneFiume建立的紊流模型；D.S.Ebert等提出的用定义实体纹理的方法来表示气体及其运动，并通过变化纹理参数实现动画等。
这其中被认为模拟不规则模糊物体最为成功的一种图形生成算法当数Reeves的粒子系统理论，它具有良好的动态性和随机性，能够逼真地模拟动态景物。
因此，对粒子系统方法模拟自然景物方法的研究，有着重要的科学意义和广阔的应用前景。
1 虚拟现实
虚拟现实（VR，Virtual Reality），又称做虚拟环境（VE，Virtual Environment），是一种逼真的集合了视、听、触觉的计算机生成环境，从本质上说，就是一种先进的API，用户可以借助必要的设备以一种自然的方式与虚拟环境中的物体进行交互作用，从而获得一种身临其境的感受和体验。
在虚拟现实技术研究和发展的过程中，其具有三个“I”的特性：①交互（Interaction）；②想象（Imagination）；③沉浸（Immersion）。
2 粒子系统
目前最常使用的过程模型有如下三类：①基于过程的纹理模型；②基于分形理论的算法模型；③基于动态随机生长原理的算法模型。
这其中基于动态随机生长原理的算法模型当中是以Reeves提出的粒子系统为代表，粒子系统是迄今为止被认为是模拟不规则物体最为成功的一种图形生成算法。
2.1 粒子系统简介
用大量的、具有一定生命的粒子图元来描述自然界不规则的模糊景物是粒子系统模型的基本思想。
粒子系统中的粒子在任一时刻都具有随机的形状、颜色、大小、透明度、运动速度和运动方向等属性，并伴随着时间的推移其相应属性发生变化。
粒子在系统内部要经过“产生”、“活动”和“死亡”三个阶段，在某一时刻所有存活的粒子集合就构成了粒子系统模型。
作为构造具有模糊形状物体的计算模型的方法，粒子系统一般用于对自然景物进行动态模拟。
对于任何物体，不论其是固态、液态还是气态，都可以认为是由大量最简单的粒子所构成，粒子系统所要解决的问题就是这些“粒子”的存在和运动遵循的规则和所受的作用。
2.2 粒子系统的基本原理
粒子系统理论主要由以下部分组成：
（1）物质的粒子组成假设。
（2）粒子的独立关系假设。
包含两层含义，一是粒子系统中各粒子不与场景中任何其它物体相交，二是粒子之间不存在相交关系，并且粒子是不可穿透的。
（3）粒子的生命机制。
在这一生命周期内，粒子要经历“产生”、“活动”和“死亡”三个基本历程。
（4）粒子的属性。
（5）粒子的运动机制。
粒子在生存期间按照一定的运动规律在系统中运动，这也是粒子系统模拟动态景物的关键。
2.3 粒子系统的基本模型
每个粒子将经历出生、生长、衰老和死亡这四个阶段，从而生成一系列的运动场景，通常粒子系统模拟景物的基本步骤为：
（1）产生新的粒子，并删除系统中死亡的粒子。
（2）赋予每个新粒子一定的初始属性。
（3）对剩下的粒子根据运动规律及相关算法进行移动和更新。
（4）绘制有生命的粒子组成的图像。
3 雨粒子系统
雨粒子系统由大量的雨滴粒子组成，对于雨粒子系统要考虑的属性有粒子数、粒子产生区域、粒子平均生存期，对于雨滴粒子则要考虑形状、位置、速度、大小、生存期、颜色、透明度等属性。
为了满足过程对实时性的要求，这里对雨粒子系统做了适当的简化，假设所有雨滴粒子的颜色和透明度都相同，并且从粒子的产生到消亡这一过程中这些属性都不发生变化，把这些作为常量属性处理，只需记录每一个雨滴粒子的位置、速度、大小、生存期等关键变量属性，因此可将雨滴表示如下：
雨滴={位置，形状，速度，大小，生存期，颜色，透明度}。
雨滴粒子系统的是通过Opengl技术来实现的。
3.1 Opengl简介
Opengl是一个高性能的图形开发软件包，包括了变换、色彩处理、光线处理、动画处理映射、物体运动模糊效果等功能，表现出十分优越的性能。
其强大的图形函数使得开发者不仅可以直接使用自己的数据，还可以利用其它不同格式的数据源文件，极大地节省了开发时间，提高了开发效率。
完整的窗口系统的Opengl图形处理系统的结构如图1所示。
Opengl在Client/Server体系结构中，允许本地或远程调用Opengl。
图1
3.2 Opengl功能描述
（1）变换
Opengl图形库的变换包括视图变换、造型变换和投影变换。
造型变换包括平移、旋转和缩放三种变换，投影变换有正射投影和透视投影两种变换。
（2）光照和材质设置
在Opengl的光照模型中，光线可以分为：环境光、辐射光、漫反射光和镜面光四大类。
（3）纹理映射
为了使物体看起来更具有真实感，还需要给物体增加现实世界中物体的纹理细节，所以纹理映射增加了模型的逼真性，节省了图形的绘制时间。
（4）特殊效果
为了使场景看起来更加逼真，在场景中增加了透明的效果，就是利用Opengl 对颜色进行融合产生的。
通过反走样技术就可以消除场景中的锯齿，对模型进行平滑处理，还可以创建逼真的大气雾化现象来增加场景的视觉效果。
3.3 系统总体设计方案与实现
粒子系统模块
运行结果图片
4 结束语
用计算机生成真实感强的图形一直是计算机图形学领域最具有挑战性的研究方向之一，而自然界中的大多数景物，如山、水、雨、雪等，因为它们形状的不规则性和性质的多变性，它们的模拟更具有挑战性。
本文通过对粒子系统在雨景仿真中的应用的研究，阐述了粒子系统的相关内容，同时通过Opengl技术编程实现了对雨滴下落的模拟，实验结果表明更够达到真实模拟动态雨景的效果，增强了实时性，提高了运行速度。
【参考文献】
[1]张闻芳.自然景物的三围表现方法研究[D].湖南大学，2007.
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[4]李苏军，吴玲达.基于粒子系统的实时雨模拟[J].计算机工程，2007，33：236—238.
[5]薛菲，张荣国，陈大川，张建国.基于粒子系统的雪景模拟算法研究与实现[J].计算机与数字工程，2011，6：11—14.
[6]张帆.虚拟场景中的自然景物模拟[D].南京理工大学，2006.。