基于粒子系统的火箭发射视景模拟

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航天技术是一个表现国家综合整体能力的有效标志,运载火箭发射技术是表现航天技术的一个重要指标。随着计算机技术的快速发展,在计算机上模拟仿真一个真实的火箭发射过程,在实际操作中具有良好的可控性、充分的安全性、明显的经济性等特征,可以迅速有效提高培训人员的操作技能,完成虚拟火箭发射视景仿真对航天发射领域乃至军事领域有着极其重要的意义。  火箭发射视景模拟采用基于VR的技术,其形成的虚拟仿真场景的逼真性有效影响实际使用效果,由于在火箭发射实际场景总会产生尾焰、烟雾的现象,有效逼真的对尾焰和烟雾进行模拟对增强火箭发射虚拟场景真实感非常重要。  尾焰、烟雾具有不规则外形的特点,其模拟方法与一般实体有所不同,在这一领域常用分形算法和粒子系统方法。分形算法在模拟时迭代过程运算量大,在对实时性要求很高的虚拟仿真中不适用,而粒子系统算法比较简单、具有实时性强等特点,模拟不规则实体优势明显。对尾焰和烟雾的模拟是火箭发射视景仿真中的技术难点,也是一项困难并且有意义的研究课题。  本文以粒子系统理论为基础,主要对火箭发射过程中产生的尾焰和烟雾两种特殊效果进行了分析,根据它们的尾焰粒子和烟雾粒子运动特点,结合具体的物理机制,建立合理的物理模型,使用Direct3D中的点精灵和纹理映射机制,最后完成了火箭发射的视景仿真,同时具备良好的实时性。
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