[发明专利]一种3D云层模拟实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及仿真技术领域，尤其涉及一种3D云层模拟实现方法。

背景技术

目前已有的模拟云层显示技术中，要么是采用2D动画的方式，无法在3D空间内更好的发挥作用，要么需要使用PC平台需要大量计算，复杂的图像处理，不适用于处理能力稍差的移动平台以及智能电视平台。目前尚未有一种方法，可以在低运算能力的平台上(例如手机等便携式电子设备)显示3D云层以及动态效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种一种3D云层模拟实现方法，以方便快捷的在低运算能力的平台上显示3D云层，且提供云层的动态效果。

本发明的技术方案如下：

一种3D云层模拟实现方法，包括以下步骤：

A.制作随时间变换的3D天空动态背景；

B.绘制云片的多幅效果图，形成云形态库图片；

C.通过在一个立方体空间内设置多个云片的方式生成单朵云，云片根据云层高度不同使用随机UV坐标设置的方式，从云形态库图片中随机取样；

D.生成多个单朵云后设置每朵云的位置属性，生成云层；

E.实时调整3D动态天空背景显示，并根据当前时间设置云层的实时色彩；

F.添加云层动态效果。

所述的3D云层模拟实现方法，在所述步骤F中，通过对云朵对象添加速度属性，在每一帧图像中对云片的位置属性坐标进行设置，以实现云层运动。

所述的3D云层模拟实现方法，在所述步骤F中，在添加速度属性时分别为每朵云设置初速度和加速度，且每朵云的加速度不同，并通过定义速度区间的方式对加速度进行调整。

所述的3D云层模拟实现方法，在所述步骤F中，还根据云片的位置属性坐标，按一定曲线方程计算高度属性的坐标，然后在每一帧图片中对云片的高度坐标进行设置，使云在运动过程中高度上下起伏。

所述的3D云层模拟实现方法，在所述步骤A中，通过UV坐标变换动画的方式实现随着时间逐渐变换的天空背景效果。

所述的3D云层模拟实现方法，在所述步骤B中，通过PS等工具绘制卷云或积云的多幅效果图，并使效果图带alpha通道，且图片大小一致。

所述的3D云层模拟实现方法，在所述步骤C中，通过设置立体空间的大小和形状模拟不同形状的云，通过调整发射云片的数量和大小模拟不同密度、不同大小的云。

所述的3D云层模拟实现方法，在所述步骤C中，对每个云片的绘制均采用公告牌的形式。

所述的3D云层模拟实现方法，在所述步骤D中，通过设置每朵云的高度属性坐标，以生成不同高度的云层。

所述的3D云层模拟实现方法，在所述步骤E中，通过在3D坐标系中设置一个环境光，让所有的云都受环境光影响从而呈现不同的色彩效果。

通过上述方法，仅使用几幅2D的卷云或积云的效果图，通过对云片数量和云朵数量的调节，就可以制作效率很高且复杂的云层效果，再通过光源调节和动态效果添加，即可以模拟出比较真实自然的云层。

附图说明

图1为本发明一种3D云层模拟实现方法的较佳实施方式的流程图；

图2为公告牌的原理示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参考图1，本发明一种3D云层模拟实现方法的较佳实施方式包括以下步骤：

步骤S1、制作随时间变换的3D天空动态背景：通过UV坐标变换动画的方式可以实现随着时间逐渐变换的天空背景效果，其方法为只通过使用一幅图片，在这幅图片从左到右体现了一天内天空颜色的渐变效果，根据时间切换天空球的UV坐标使用范围，这样可以白天呈现蓝色、黄昏呈现金黄色、深夜显示黑色，并且颜色的改变不是突然的，而是早上到中午渐渐变蓝、中午到黄昏慢慢变黄。

上述UV坐标也称为纹理坐标或者贴图坐标，用于控制图像如何投射到对象上。在游戏开发过程中UV定义了图片上每个点的位置的信息，这些点与3D模型是相互联系的，以决定表面纹理贴图的位置，UV就是将图像上每一个点精确对应到模型物体的表面，在点与点之间的间隙位置由软件进行图像光滑插值处理，此为本领域的公知技术，在此不再赘述。