[发明专利]基于OpenGL进行真实云景虚拟的方法

权利要求书

1.一种基于OpenGL进行真实云景虚拟的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

（1）根据元胞自动机原理进行云景建模，设置每一个小元胞的状态参数，确定虚拟仿真的次数；

（2）初始化每一个小元胞的状态参数，按照云的形成公式形成云景，所述云的形成公式为：

cld(i,j,k,t_i+1)＝cld(i,j,k,t_i)∨act(i,j,k,t_i)；

其中，cld(i,j,k,t_i)，hum(i,j,k,t_i)，act(i,j,k,t_i)只有0,1两种情况，cld(i，j，k，_it)＝1表示在三维空间(i,j,k)处t_i时刻存在云粒子，当为0时，则表示不存在；hum(i,j,k,t_i)=1时表示在三维空间(i,j,k)处t_i时刻湿度值已达到转化为云粒子的条件，当为0时，表示未具备此条件；act(i,j,k,t_i)=1表示在三维空间(i,j,k)处t_i时刻正处在由水蒸汽向云粒子转换的过程，当为0时，表示未有转化过程；f(i,j,k)表示在周围元胞影响下的状态值，其值为：

f(i,j,k)＝act(i+1,j,k,t_i)∨act(i,j+1,k,t_i)∨act(i,j,k+1,t_i)∨act(i-2,j,k,t_i)

∨act(i,j-2,k,t_i)∨act(i+2,j,k,t_i)∨act(i,j+2,k,t_i)∨act(i,j,k-2,t_i)；

∨act(i-1,j,k,t_i)∨act(i,j-1,k,t_i)∨act(i,j,k-1,t_i)

且云的形成公式（I）遵守以下原则：

i）当t_i+1时刻的湿度值存在并且不存在激活因子时，t_i+1时刻的湿度值才存在；

ii）当云粒子在t_i时刻存在或当前云粒子处于激活状态，t_i+1时刻的云粒子才存在；

iii）t_i+1时刻的激活因子要被激活只有当前t_i时刻的元胞中激活因子不存在，湿度存在并且同时f(i,j,k)返回为真时才能被激活；

（3）根据元胞是否存在变化的事件产生的情况进行形成的云景进行光照渲染处理，然后输出仿真虚拟的云景结果。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于所述方法步骤（3）中云景进行光照渲染处理的步骤包括以下步骤：

S1）初始化云粒子后，通过密度连续函数计算每个元胞的连续密度；

S2）控制预定范围密度内的元胞，计算光照；

S3）对密度可见的元胞设置对应的密度纹理和透明值，并进行线性插值，进行初始光照处理；

S4）根据观察点和光源计算相位函数，同时将初始光照值、透明值一起通过单次散射函数计算最终光照颜色。

3.根据权利要求1的方法，其特征在于所述方法步骤（S3）中线性插值公式为：其中C表示待计算的云层颜色，C₀，C₁表示已经人为设定好的云层颜色，H，H₀，H₁分别代表已经人为设定好的云层高度值。