Формы частиц можно описать маленькими сферами, эллипсоидами или параллелепипедами, которые случайно меняются со временем. Кроме того, можно случайно выбирать прозрачность, цвет и движение частиц. Траектории движения частиц можно описать кинематически или определить с помощью сил (например, гравитации).

Траектория движения каждой частицы изображается определенным цветом. Например, узор фейерверка можно отобразить, случайным образом генерируя частицы в сферической области пространства и позволяя им радиально удаляться от центра сферы, как показано на рис. 8.113. Траектории частиц могут кодироваться цветом, например, от красного к желтому для имитации температуры взрывающихся частиц. Реалистичные изображения зарослей травы также можно смоделировать “траекторией частиц” (рис. 8.114), которые “выстреливаются” из земли и падают на нее из-за гравитации. В этом случае траектории частиц могут начинаться в коническом цилиндре и кодироваться цветом от зеленого до желтого.

На рис. 8.115 показано, как с помощью системы многих частиц моделируется водопад. Частицы воды падают с фиксированной высоты, отклоняются препятствием, а затем разбрызгиваются с земли. Чтобы различать траектории частиц на разных этапах, используется несколько цветов. Пример имитации разрушения объекта приведен на рис. 8.116. Объект слева распадается на набор частиц, показанных справа. На рис. 8.117 приведена сложная сцена, сформированная с помощью нескольких представлений: трава, полученная с использованием систем многих частиц, фрактальные горы, также применялось наложение текстуры и другие процедуры визуализации поверхностей.

Рис. 8.113. Моделирование фейерверка как системы многих частиц, которые радиально удаляются от центра сферы

Рис. 8.114. Моделирование зарослей травы частицами, выстреливаемыми вверх в коническом цилиндре. Траектории частиц являются параболическими из-за направленной вниз силы тяжести

Рис. 8.115. Моделирование поведения водопада, падающего на камень (окружность). Капли воды отклоняются камнем, а затем отскакивают от земли (перепечатано с разрешения М. Брукса (М. Brooks) и Т. Л. Дж. Говарда (Т. L. J. Howard), факультет информатики, Манчестерский университет)

Рис. 8.117. Сцена Road to Point Reyes, на которой изображены трава (система многих частиц), горы (фракталы) и поверхности с наложенной текстурой (перепечатано с разрешения Pixar. © 1983)

Рис. 8.118. Двухмерная пружинная сеть, построенная из пружин одинаковой жесткости к

Рис. 8.119. Внешняя сила Р_х, действующая на один конец пружины, другой конец которой жестко закреплен

ФИЗИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

Такой нежесткий объект, как веревка, ткань или мягкий резиновый мяч, можно представить методами физического моделирования, которые описывают поведение объекта через взаимодействие внешних и внутренних сил. Чтобы, например, точно описать форму махрового полотенца, наброшенного на спинку стула, нужно рассмотреть влияние стула на петли ткани и взаимодействие нитей ткани.

Рис. 8.120. Моделирование гибкого поведения банановой кожуры с помощью пружинной сетки (перепечатано с разрешения Дэвида Лейдло (David Laidlaw), Джона Снайдера (John Snyder), Адама Вудбэри (Adam Woodbury) и Алана Барра (Alan Barr), Computer Graphics Lab, Калифорнийский технологический институт. © 1992)

⇐ вернуться назад | | далее ⇒