虛擬交通場景中的雨雪仿真.pdf

1、雨雪天氣是自然環(huán)境的重要組成部分。在車輛駕駛過程中，雨雪天氣直接影響駕駛的安全。以往的模擬駕駛系統(tǒng)僅對視景區(qū)域的雨雪進行模擬而忽略擋風(fēng)玻璃上的雨雪效果。由于車輛擋風(fēng)玻璃上的雨滴或雪花在實際的交通場景中對駕駛者的視覺影響較大，因此在模擬駕駛系統(tǒng)中車輛的擋風(fēng)玻璃上加入不同程度的降雨或降雪效果能夠增強雨雪模擬的真實感。綜上所述，車輛擋風(fēng)玻璃上的雨雪模擬對構(gòu)造逼真的駕駛仿真環(huán)境具有重要的意義。雨雪天氣中，雨滴或雪花在車輛擋風(fēng)玻璃上的數(shù)量較多，運

2、動過程復(fù)雜，使得雨雪的實時模擬十分困難。本文針對如何構(gòu)造仿真模型以及降低計算復(fù)雜度等問題展開研究。主要工作及研究成果如下：
　　 (1)對已有的算法及其應(yīng)用進行分析，對粒子系統(tǒng)的實現(xiàn)原理和基本模型進行研究，分析車輛擋風(fēng)玻璃上雨雪場景的特點以及與雨雪場景模擬有關(guān)的關(guān)鍵問題，包括雨滴和雪花的形狀、運動過程、影響因素、模擬的視覺效果等。
　　 (2)在粒子系統(tǒng)的基礎(chǔ)上給出了車輛擋風(fēng)玻璃上雨雪粒子的模擬算法。該算法首先分析了模擬

3、駕駛系統(tǒng)中雨雪天氣的特點，構(gòu)造出適用于模擬車輛擋風(fēng)玻璃上雨雪粒子的通用框架，然后根據(jù)雨雪粒子的特點給出基于相同粒子框架的雨雪粒子模擬方法。
　　 (3)結(jié)合圖形引擎OSG(OpenSceneGraph)設(shè)計并實現(xiàn)了適用于車輛擋風(fēng)玻璃上雨雪粒子模擬的仿真系統(tǒng)，對給出的雨雪模擬算法進行實驗，通過實驗驗證了仿真系統(tǒng)的正確性和實時性。
　　 本文最終實現(xiàn)了車輛擋風(fēng)玻璃上雨雪粒子的仿真。仿真具有較強的真實感和較好的實時性，能夠滿足