动态纹理

第ｉ 帧和第 ｉ ｊ ）因为从第ｉ 帧（ ａｉ， 帧到第Ｚ 帧的切 十ｌ
那么在它的下一帧中，这个亮斑应该出现在更高的位 置， 虽然纹理形状可能有所改变，但是不应该出现在 比当前高度更低的位置， 否则就会发生火焰 “ 倒吸” 现 象，即整个火焰不再是向上运动，而是被燃烧点吸引 过去，显然不是火焰燃烧的真实情况。其次，选择相 邻两帧纹理的切换时间要适度，否则无法利用人眼的 视觉停滞特性而形成真实效果。 ２ 系统的实现 在本系统中，使用 Ｗｉ ２ ｎ 而不是 ＭＦ ３ Ｃ来开发应 用程序。这是因为 ＭＦ Ｃ主要是用于基于窗口和文档 的应用软件编程，它集成了大量的数据和方法，将许 多烦琐的任务，如应用程序初始化、文档处理和磁盘 １ ／ Ｏ封装起来，虽然这样给使用者的编程带来了巨大 的方便，但在编制基于图形显示的应用程序时，会给 编程人员带来极大的麻烦。首先 ，程序员无法触及系 统的内核， 当需要处理某一个消息循环时， Ｃ没有 ＭＦ 留下接口； 其次， Ｃ事先建好的类和文件中有一些 ＭＦ 是不需要的和低效率的， 只会给程序带来冗余和不便。 而使用 Ｗｉ３ 编程有清晰的程序流程， ｎ２ 对编程员和后 续开发者都易于接受，故本系统采用较透明的Ｗｉ３ ｎ２
实火焰的模拟，其程序如下：
ｔ ｐｉ ｅ＋＝ ｆ ｍ ｔ ｅ ｅ ｔ ｍ ｍ ｒ ｅｍ ； ａ ｉ ｉ ｔ ｐｉｅ ０ ） ／ ｏｍ 切换一张图片 １０ ／每 ｌｏ ｓ ｆ ｔ ＞ （ｍ ｍ ｅ ｔｍ ｔ ｅ一“ １０ ｅ ｐｉ ｍ ０； ｐ ｉ＝ ｉｄ ）肠 ｎ ｉｄ （ ｃ ＋ｌ ｃ ｐｉ ；
真实感 。
参考文献： ［］ ｉ ａ Ｓ ｉ ｔＪ Ｂｎ ｍｎ ｃａ． ｐｎ Ｌ超级宝 １ Ｒｃ ｒ Ｗｒ ｈ， ｅｊ ｉ ＬｐｈｋＯ ｅＧ ｈ ｄ ｇ ｒ ａ ｉ
刀定义 Ｙ Ｔ ＭＴＭＥ对象 Ｓ Ｓ Ｅ Ｉ 刀上一顿时间 刀每帧时间 刀切换时间 刀图片标识 ／纹理图片的数量
ｇ ｅｉ（ － Ｕ Ｄ ） Ｌ Ｑ Ａ Ｓ ； Ｉｇ Ｇ Ｂ ｎ ｇ ｅＣ ｏｄｆ ｆ０Ｏ） ｅｔ ３（ ． ｒ２（． ． ； Ｖ ｒ ｘｆ一４４， ． ． ； ｌ ｘｏ Ｔ ＯＯ， ｇ ｅ ｆ ｌ ｆ一２４， ） ｆ ｆ ０Ｏ ｇ ｅＣ ｏｄｆｌＯ，．ｆ；ｌ ｒ ｘｆ ４４， ． ． ； ｒ２（．ｆ０Ｏ）ｇ ｅｔ ３（ ｆ一２４， ） ｌ ｘｏ Ｔ Ｖ ｅ ． ｆ Ｏ ０ｆ ｇ ｅＣ ｏ ２（．ｆ１Ｏ）ｇ ｅ ｅ３（ ｆ２４，．ｆ ｄｆｌＯ，．ｆ； Ｖ ｒ ｘｆ ４４，．ｆＯＯ ； ｌ ｘ ｏｒ Ｔ ｌ ｔ ． ） ｇ ｅＣ ｏｄｆ ｆ１Ｏ ；ｌ ｒ ｘｆ一４４，．ｆ Ｏ） ｒ２（． ． ｇ ｅ ｅ３（ ．ｆ２４，．ｆ， ｌ ｘｏ Ｔ ０Ｏ， ） Ｖ ｔ ｆ ０ ｇ ｎ Ｏ； ｌ ｄ Ｅ
ＰａＳｕｄ “ｉ ＼ｉｓ ｎ． ＂ Ｎ Ｌ ， － ＩＥ Ａ Ｅ｝ （ ｆｅ ｆｅ ｕｄ ｗ ｖ ， Ｕ Ｌ Ｓ Ｄ ＦＬ Ｎ Ｍ ｌ ｏｎ ｙ ｒ ｒｏ ａ Ｎ
Ｓ Ｄ Ａ Ｙ ＣＩ － Ｏ Ｐ ； Ｎ － ＳＮ ＳＤ Ｌ Ｏ ） Ｎ
ｇ ｎｂ （Ｌ Ｔ Ｘ Ｕ Ｅ ２） ／启动纹理 ｌ ａｌ Ｇ － Ｅ Ｔ Ｒ － Ｄ ； ／ Ｅ ｅ
这种方法的关键在于纹理的选择和时间的控制。 首先，要确保纹理合成的图像具有连续性，即火焰连 续帧之间纹理的“ 延续性”如当前帧某高度有一亮斑 ， 。
收稿 日期：２０－１１ ；修 回日 ：２０－１１ ０６１－２ 期 ０７０－２
作者简介 ：耿维忠（９３）男， １７－， 山东莱芜人， 助教， 硕士研究生。
间
典〔 ． 版． ３ 徐波， 北京； Ｍ］第 译． 人民邮电出版社，０５ ２０． 「 林夕伟． 幻 基于纹理合成的火焰模拟算法［］浙江教育学 Ｊ．
院学报 ，０６１ ：６２． ）１－２ ２０ （
ｉ（ａ ｅｍ ＜Ｏ ／如果时间超过一秒 ｉｅ ｆ ｍ ｔ ｆ ｒ ／
｛
［］ ｏｔ Ｓ Ｄ ｒ ｔ Ｇ Ｗｕ Ｄ ｎｍｃ ｔ ｅ［ ． ３ Ｓａ ｏ ｏｅ ｏ ｔ ， ｔ ， Ｙ ｙａ ｉｔｘ ｒ Ｇ］Ｉ ｌ ． ｅ ｕ ｓ ｎ ｔ
Ｃ ｎ ｏ Ｃ ｍ ｔ ｉｏ ， １３－９ ｕｅ Ｖｓ ｎ ２０ ：５３． ｏｆ ｏ ｐ ｒ ｉ ０ ｎ
１ １ …）
Ｒｅｕ ｅ ＡＬＳ ｔｒ Ｆ Ｅ
２４ ．
多媒体音响技术的应用
）
链 接 ｗｎ ｍ ｌ ｍ ． ＃ｐａｍ ｃｍ ｅｔ ， ｉ ｉ ｂ库 ｒ ａ ｍ ｎ （ ｇ ｏ ｌ ｉ ｂ ＂ ｉ ｍ ｌ ＂， ｗｎ ． ） 在初 始 化 函数Ｉｉａｚ ） 始化 ｍ ｉ ｂ ｎｉｉ 初 ｔｌｅ Ｏ ｅＧ 场 景 时，使 用 ｗｎ ｍ ｌ 库 函 数 ｐｎ Ｌ ｉ ． ｍ ｉ ｂ Ｐ ｙｏｎ（ 循环播放火焰的声效音，其程序如下： ｌ Ｓｕｄ ａ ）
９． ５
然后， ｅ ｐｉｅ 由ｔ ｔ 记录程序运行经历的时间。 ｍ ｍ 如果时
间超过 ｌｏ ｓ 则将 ｔ ｐｉ ｅ ｏｍ ， ｅ ｔ 减去 １０ 然后继续计 ｍ ｍ ０， 时。 ｉｄ １ 使图片标识ｐ ｉ ｐ ｉ加 ， ｃ ｉｄ的值在 ０ ｃ 到ｎ 之间循
第３ （ 期 总第 １２ ４ 期）
２ ０ 年 ６月 ０７
机 械 工 程 与 自动 化
ＭＥ ＨＡＮＩ ＡＬ Ｅ ＧＩ Ｅ Ｉ Ｃ Ｃ Ｎ ＮＥ Ｒ ＮＧ 凡 ＡＵＴ ＯＭＡＴＩ ＯＮ
Ｎｏ ３ ． Ｊｎ ｕ ．
文章编号 ：６ ２６ １ （０７０－０９０ １７－４ ３２ ０ ）３０２
ｐ ｉ； ｉｄ ｃ
ｎ
（）绘制纹理图片，程序如下： ２
ｇ ｉ Ｔｘ ｒ Ｇ － Ｅ Ｔ Ｒ － Ｄｔ ｔ ｅ ｄ ） ｕ （Ｌ Ｔ Ｘ Ｕ Ｅ ２ ， ｒ ｐｉ ］； Ｉｎ ｅｔ ｅ Ｂｄ ｅ ｕ ［ｉ ＋Ｉ ｘ ｃ
ｆａ ｔ ｒｍｅｉ ｍｅ＋ ＝ １ ０ ； ００ 》
ｌ ｔｍ ａ ｔ ｅ＝ ｔ ｅｗ ｌ ｅｏｄ； ｓｉ ｉ ． ｌ ｃｎｓ ｍ Ｍｉｉ ｓ
／重新取得当前核的毫秒数 ／
［ ］ ｒ ｏ ｏｌＲｃａ ＳｅｓｉＤｖ Ｈ ａ ｓ ， ｌ ４ Ａ ｍ Ｓｈｄ， ｒ ｚ ｉ ， ｉ Ｓｌ ｉ ｅ ａ ｃ ｉ ｔ ｌｋ ａ ｄ ｅｎ ｔ ｈ ． Ｖｄｏ ｔｒ［ ］Ｎ ｗ ｅ ｓＳＧ Ｒ Ｐ ， ０８－ Ｇ ． Ｏ ｌ ｎ ：ＩＧ Ａ Ｈ ２０ ：９ ｉ ｔ ｕｅ ｅ ｅ ｘ ｅ ｒａ ０
中图分类号 ：Ｔ ３ １４ Ｐ ９． １ 文献标识码 ：Ａ
０ 引言
火焰、 水等流体状态的模拟是计算机图形图像 云、 的一个重要问题， 用最少的运算和内存空间逼真地模拟 它们的状态， 一直是人们努力的目 标。 动态纹理是指描 述某种动态景观的具有时间相关重复特征的图像序列， 应用基于物理模型的仿真方法在动态纹理合成方面对 某些现象的合成取得了很好的效果。 基于物理模型仿真 的合成方法通过分析特定现象的物理规律， 建立简化的 物理模型， 进行光照计算绘制而成。 由于动态景观的复 杂性， 这些物理模型具有难以构建、 计算复杂和只适用 于特定现象的特点。而基于视频的动态纹理合成方法， 不需要了解特定现象的物理规律和相互作用， 只要求输 人一定长度的动态纹理视频样本， 通过对样本的学习和 处理， 得到它们的表示形式， 并在此基础上合成有限或 者无限长度的新视频。本文将介绍视频纹理的基本原 理，以及基于此技术的火焰模拟。 １ 视频纹理的原理 Ｓｈｄ 等人提出的视频纹理方法的思想是： ｃｏｌ 给定 一段动态纹理视频， 假设视频中存在相似的两帧图像，
２３ 纹理图片的切换 ． （）定义全局变量 １ 程序如下：
Ｓ ＴＥ ＹＳ ＭＴＩ ＭＥ ｍｅ ｔ ； ｉ
ＧＬ ｎ ｉ ； ｉｔ ｌｓｔｍｅ ａｔ ＧＬｆ ａ ｌ ｔ ｏ ＧＬｆ ａ ｌ ｔ ｏ
ＧＬ ｎ ｉｔ
Ｇｌ ｔ ｉ ｎ
３ 总结
文中论述了利用视频动态纹理的思想和方法， 着
建立函数 ｎ ｕ ｄ ｅｔｒ（ ｒ ｚ ｔ ａ ｅ ｉ Ｂ ｉＴ ｘｕｅｃａ ＊ ａ Ｎ ｍ ， ｔ ｌ ｈ ｓＰ ｈ Ｇｕ ｔ ｘ ） ｌｎ 阮ｅｉ 实现 ＊ Ｇ ｉ ｄ ． ，＊ Ｂ Ｊ Ｐ ．ＭＰ、， ＧＦ等格 ． Ｉ
式的图片导人。在此函数中首先根据ｓ ａ Ｎ ｍ 获 ｚ ｔ ａｅ Ｐｈ
进行编程 。 ２１ 生成纹理图片 ．
换是最自 然的， 所以从第１ 帧到第ｉ 帧的切换也是 ＋１
可行的，即不会引起视觉上的跳跃，我们称 １ 为跳变 点。 当视频播放到第 １ 帧时， 它既可以继续向前播放到 第 ｊ 帧， ＋ｌ 也可以切换到第ｉ 帧。 ＋ｌ 只要视频中存在 足够的相似帧，在视频的播放过程中，就可以不断地 从跳变点处往回切换，合成任意长度的视频。
．３ ． ０
机 械 工 程 与 自动 化
２０ 年第 ３ ０７ 期
立临时位图ｂ ｐ ｅ ｐ 用导人的图像数据填充位图， ｍ Ｔｍ ，
并将此位图的数据由Ｂ Ｒ转换为 Ｒ Ｂ格式的像素。 Ｇ Ｇ 最后， 将新位图数据绑定到 ｔ ｉ， ｅ ｄ 设置滤波方式并生 ｘ
成纹理 。 ２２ 载入纹理图片 ．
环变化。从而，在屏幕刷新时显示不同的纹理图片现
（）视频纹理帧切换的控制。首先要获取每帧运 ３
行的时间，其程序如下：
Ｇ ｔｏａ ｍ Ｍｔ ） ｉｅ ｉｅ； 刀取得当前系统时间 ｅ ｃｌ Ｌ Ｔ ｍ ｆ ｍ ｔ ｅ ｌ ｔ ｅｗ ｌｅｏｄ－ｌ ｔ ｅ ； ＝ｆ ａ（ｍ ． ｌｓｃｎｓ ａｔｍ ） 取得每帧的时 ｒ ｅｉ ａ ｍ ｏ ｔ ｉ Ｍｉｉ ｓｉ ／ ／
基于动态纹理的火焰模拟
耿维忠，杨胜强
（ 太原理工大学，山西 太原 ００２） ３０４
摘要： 现有的火焰模拟多数基于粒子系统， 但由于其运算量大， 使火焰的生成速度很慢， 直接影响了火焰的实 时性和真实感。介绍了动态纹理的原理， 并利用 Ｏ ｅＧ ｐｎ Ｌ实现了基于视频动态纹理合成技术的火焰模拟。 关键词：动态纹理；火焰模拟； ｐｎ Ｌ Ｏ ｅＧ
得 文 件 的 绝 对 路 径 ｓ ａ ，并 使 用 函 数 ｚ ｔ Ｐｈ
Ｍｕｉ ｔｏ ｄＣ ａ ） Ａ ＣＩ 的绝对路 径 ｌＢ ＴＷｉ ｈｒ 将 Ｓ Ｉ码 ｔｙ ｅ
ｓ ａ 转换为 Ｕ ｉ ｄ 码表示的绝对路径 ｗ ｚａｈ ｚｔ Ｐｈ ｎ ｏｅ ｃ ｓ ｔｏ Ｐ 使用Ｏｄ ｏｄ ｉｕｅａ ） １ ， Ｐｃ ｒ ｔ 实现图片的载人。 ｌａ ｔ Ｐ ｈ 然后建
｝
在 系统初 始 化 函数 Ｉｉａｚ ） ｎ ｉｉ ｔ ｌｅ 中调 用 函 数 Ｂ ｉＴ ｘｕｅ ） ｕ ｄ ｅｔｒ 载人多张纹理图片，具体程序如下： ｌ
Ｉ Ｂ ｉ ｅｕ （ｆｅ ｉ ＂ｔ ｔ ｅ ］ Ｔ ｘｔ ＂ｒ／Ｏ． ｇ，ｘ ｒ ０） Ｍ ｕｄ ｌ ｅ ｉ Ｏ１ ｐ ｅ ｕ ［ （ Ｂ ｉＴ ｘｔ ＂ｒ ０２ｊ ＂ ｔ ｅ ］ ｅｕ （ ｉ ／０． ， ｒ ｌ １ ｕｄ ， ｌ ｅ ｅ ｆ ｐ ｔ ｕ［ ） ｇ ｅ ｘ
重阐述了在 Ｗｉ３ 环境中对火焰的模拟。 ｎ２ 应用以上方 法， 可以实现火焰、 钟摆、 飘扬的旗帜、 脸部运动、 瀑 布等的模拟。由于合成过程的计算量小，视频纹理方 法具有真实感强、通用性好的优点， 完全能够进行实 时合成。实验表明，上述方法能有效地提高建模的快 速性并保证其实时性。 由于纹理样本有限，进行大面积火焰场景的模拟 时往往会出现火焰具有一定规律性的情况， 这样影响 模拟效果。今后可以建立一个火焰纹理库， 在不同场 合使用不同的纹理样本， 从而进一步提高模拟火焰的