(1)粒子系统
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粒子建模用于建模水流、雨雪、火焰等自然现象。它用大量离散的粒子建模模糊的对象。为产生逼真的图形,它要求有效的反走样,并花费大量绘制时间。
Reeves提出了模拟不规则模糊物体的景物生成系统。一个物体由一系列粒子来表示。每个粒子都要经历"出生"、"运动和生长"、"死亡"三个阶段。动画剧本可以控制粒子的位置和速度,还控制粒子外形参数,如颜色、大小和透明度等。粒子系统体现了不规则物体的动态性和随机性,可以产生运动进化的画面,模拟火、云、水等自然现象。
例如虚拟风洞的实时可视化。软件要计算气体的流线。粒子会沿着流线运动。每帧显示中,粒子移动的距离正比于速度和时间间隔。当粒子跨越到另一流线,就会沿着另一流线运动。
粒子不必建模为多面体,只要建模为一个有色的点。每个粒子只要保存位置、颜色、出生时间、寿命。例如在火焰中的粒子,不断产生、上升、消失。
(2)群体运动
许多动物(如鸟和鱼)以群体的方式运动。这种运动有随机性,又有一定的规律性。Reynolds提出的群体动画解决了这个问题。群体行为包含两个对立的因素,既要相互靠近,又要避免碰撞。他用三条优先级递减的原则控制群体的行为:(1)碰撞避免原则,避免与相邻的群体成员相碰;(2)速度匹配原则,尽量匹配相邻群体成员的速度;(3)群体合群原则,群体成员尽量靠近。
(3)水波的模拟
水波模拟的简单方法是用正弦波,通过设置振幅和相位等参数可以控制效果。可以用三维空间的正弦波状曲面来造型水波。 |