[发明专利]基于粒子系统的全局天气模拟方法

摘要

本发明提供一种基于粒子系统的全局天气模拟方法，步骤1、建立一主区域，步骤2、确定粒子运动的当前区域，所述当前区域为粒子产生区域，新粒子随机从当前区域的上端面的任意一点出现，然后开始运动；步骤3、当所述虚拟摄像机再次移动或者旋转时，再次确定粒子运动的当前区域。本发明设置一包裹摄像机的主区域，然后根据主区域及虚拟摄像机移动或旋转的方向向量，确定粒子运动的当前区域，仅在当前区域内模拟全局天气，由于视锥体包含在所述当前区域内，给用户带来了丰富多变的真实天气效果，同时，减少CPU运算开销，提高天气模拟过程中程序的运行及系统运行的效率，降低特效设计和制作成本。

主权项

基于粒子系统的全局天气模拟方法，所述方法应用于3D场景中，在3D场景中，通过一虚拟摄像机模拟人的眼睛，其可见区域是一个封闭的四面椎体空间，称之为视锥体，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1、建立一主区域：所述主区域是以虚拟摄像机所在位置为中心点O的一正方体空间，所述主区域的边长为R，R=2（D+X），所述D为中心点O到四面椎体上平面的距离，所述X为自定义的变量，0≤X≤L，所述L为四面椎体上平面和下平面之间的垂直距离；步骤2、确定粒子运动的当前区域：所述当前区域为粒子产生区域，新粒子随机从当前区域的上端面的任意一点出现，然后开始运动；确定当前区域的步骤如下：与所述主区域边角相邻且与所述主区域大小相同的正方体共26个，当所述虚拟摄像机静止时，所述主区域即为当前区域，由主区域的上端面产生新粒子；当所述虚拟摄像机移动或旋转时，通过公式v/mod(v)*R+C得到E点坐标，所述E点为虚拟摄像机视锥体内的探测点，所述v是虚拟摄像机当前移动或旋转的方向向量v，所述C为虚拟摄像机的当前坐标；根据所述E点的坐标，确定E点位于哪一正方体内，若E点还处于主区域的正方体内，则，所述主区域仍为当前区域，由主区域的上端面产生新粒子；若E点位于与主区域相邻的26个正方体中的其中一个正方体内，则将该正方体确定为当前区域，所述主区域不再产生新粒子；步骤3、当所述虚拟摄像机再次移动或者旋转时，再次确定粒子运动的当前区域，具体如下：通过所述公式v/mod(v)*R+C得到E点坐标，根据所述E点的坐标， 确定E点位于当前区域的正方体内还是与当前区域边角相邻且大小相等的26个正方体中的其中一个正方体内，将E点所在的正方体确定为确定粒子运动的当前区域；当所述虚拟摄像机再次移动或者旋转时，重复执行步骤3。