shkolageo.ru
добавить свой файл
1 2 ... 9 10




Московский Государственный Университет им. М.В. Ломоносова

Факультет Вычислительной Математики и Кибернетики

Кафедра Автоматизации Систем Вычислительных Комплексов


Методы интерактивной визуализации динамики жидких и газообразных сред


Дипломная работа


студентки 521 группы

Костиковой Елены Юрьевны


Научный руководитель

к.ф.-м.н. Игнатенко Алексей Викторович


Москва, 2009

Содержание


1. Аннотация 3

2. Введение 5

3. Постановка задачи 8

4. Обзор существующих решений рассматриваемой задачи и ее модификаций 9

4.1 Шум Перлина 9

4.1.1. История появления 9

4.1.2. Алгоритм 11

4.1.3. Применение 12

4.2 Использование уравнений в частных производных для моделирования движения газообразных и жидких сред 13

4.2.1. Уравнения Навье-Стокса 13

4.2.2. Метод Лагранжа 15

4.2.3. Метод Эйлера 16

4.3 Применение уравнений Навье-Стокса для задач нефотореалистичной визуализации 16

4.3.1. Алгоритм 16

4.3.2. Моделирование поверхности бумаги 16

4.3.3. Математическая модель 17

4.3.4. Выводы 19

4.4 Моделирование системой частиц 20

4.4.1. Общая схема работы системы частиц 21

4.4.2. Генерация частиц 21

4.4.3. Атрибуты частиц 22

4.4.4. Динамика частиц 23

4.4.5. Умирание частиц 23

4.4.6. Отображение частиц 23

4.5 Визуализация объемных данных 24

4.5.1. Метод бегущих кубов 26

4.5.2. Использование текстур 28

4.5.3. Трассировка лучей 31

4.6 Выводы 32

5. Исследование и построение решения задачи 33

5.1 Интерактивное моделирование дыма. 33


5.1.1. Математическая модель 33

5.1.2. Движение плотностей 34

5.1.3. Наличие источников плотности 35

5.1.4. Диффузия 35

5.1.5. Движение плотности по полю скоростей 36

5.1.6. Решение уравнения для скоростей 37

5.1.7. Граничные условия 38

5.1.8. Визуализация 44

6. Тестирование и сравнение 47

7. Описание практической части 48

7.1 Схема работы программного решения 48

7.2 Реализация алгоритмов с использованием CUDA 49

7.2.1. Обзор технологии CUDA 49

7.2.2. CUDA в моделировании 51

} 52

7.2.3. CUDA для вокселизации 52

8. Заключение 53

9. Литература 54

1.Аннотация


Методы интерактивной визуализации динамики жидких и газообразных сред

Елена Костикова

В данной дипломной работе было произведено исследование алгоритмов моделирования и визуализации жидких и газообразных сред. Эти задачи очень актуальны для целого ряда интерактивных приложений, таких как игровые приложения, кино и научная визуализация. Работа была выполнена в виде библиотеки с открытым кодом, на базе которой подготовлен ряд демонстрационных примеров. В ходе работы были предложены оригинальные решения и новые алгоритмы.


Interactive simulation and rendering of fluids

Elena Kostikova

In this graduation thesis a research of algorithms for modeling and visualizing fluid and gaseous media was conducted. These problems are of current importance for a whole range of interactive applications, such as gaming applications, cinema and scientific visualization. The work was implemented as an open-source library, with a set of demo applications based on it. In the course of this work original solutions and new algorithms were proposed.




следующая страница >>