🗊Презентация Моделирование облаков

Моделирование облаков Студент гр. Иу7-53: Кукуев Сергей Александрович Руководитель: Ломовской Игорь Владимирович Московский Государственный технический университет им. Н. Э. Баумана Москва 2015 г.

Задачи и цель курсового проекта Цель: Смоделировать реалистичную модель облака. Задачи: проведение анализа существующих алгоритмов компьютерной графики; подробное изучение алгоритма и обоснование выбора структур данных; проектирование пользовательского интерфейса программы; реализация выбранных алгоритмов и структур данных; тестирование программы.

Методы моделирования облаков Метод «Систем Итерируемых функций» Использование клеточного автомата Использование шума Перлина Выбранный метод генерации модели – генерация методом шума Перлина. +: быстродействие

Модели освещения Модель Ламберта Модель Фонга Выбранная модель освещения – модель Ламберта +: простота

Общий алгоритм программы Установить параметры времени: текущее, восход солнца и его закат. Сформировать виртуальный мир: создать каркасную модель солнца с текущими координатами, зависящими от времени, воксельную модель облаков и плоскость, являющуюся землей. Произвести необходимое преобразование координат (повороты моделей, масштабирование и перенос) относительно камеры. Создание текстур для моделей виртуального мира: Для травы выполнить генерацию текстуры по принципу случайного изменения интенсивности зеленого цвета. Для солнца/луны выполнить чтение текстуры из ранее заготовленного файла. Выполнить наложение текстур солнца и травы в декартовой системе координат. Преобразовать координаты из декартовой системы координат в экранные, и отобразить данные модели. В цикле для каждого слоя модели облака. Выполнить генерацию текстур с помощью шума Перлина. Выполнить наложение текстур на модель облака. Преобразовать координаты из декартовой системы координат в экранные, и отобразить модель облака. Конец цикла.

Генерация модели облака методом шума Перлина. Псевдо-случайный генератор: , где Интерполяция Джеймса Лонга: Приведение шума к виду 0-255:

Модель солнца

Алгоритм наложения текстур. Для вычисления координат пикселей текстуры используют: где u, v принадлежат [0, 1], а {} – нормализированные координаты вектора, который есть разность между текущей точкой поверхности и центром сферы. ; ;

Технологический раздел Парадигма программирования: ООП Язык программирования: C# Среда разработки: Visual Studio Enterprise 2015

Тестирование программы Заполнение матрицы для текстуры облака: Создание каркасной модели солнца: Текстурирование солнца:

Исследовательский раздел

Интерфейс программы

Заключение Проведен анализ существующих алгоритмов компьютерной графики. Разработаны форматы входных и выходных данных. В программном продукте были реализованы алгоритмы генерации текстуры методом шума Перлина, алгоритм наложения текстур, алгоритм триангуляции объекта, а также модель освещения с точечным источником света. Реализовано программное обеспечение, моделирующее облака. В качестве перспектив развития данной программы можно предложить: добавление динамики модели облака; модификацию и оптимизацию алгоритма.