[发明专利]一种基于GPU模拟过程式动画的实现方法

权利要求书

1.一种基于GPU模拟过程式动画的实现方法，其特征在于，主要包括：

a、定义待模拟对象所在环境的风场信息；

b、基于定义所得待模拟对象所在环境的风场信息进行分类，对不同类别分别进行插值计算，得到与相应风场信息对应的四元数；

c、基于风场信息的不同类别插值计算得到的多个四元数进行处理，形成待模拟对象的运动动画。

2.根据权利要求1所述的基于GPU模拟过程式动画的实现方法，其特征在于，在步骤a中，所述定义待模拟对象所在环境的风场信息的操作，具体包括：

由于形成待模拟对象摇曳的效果时必须有外力，该外力之源一般采用流体力学的方法来模拟风，把风力定义为对地形的二维力场，风场能够在顶点着色器中通过一个二维纹理来进行采样获得，这种方法完全在GPU上模拟风场；

该模拟风场定义了流体的速度和方向，采用数据结构来存储该模拟风场；在该模拟风场中，全局风向和风速能够和风元一起存储，风元被定义为分析函数：

                             v= G(x,t)；

其中，x是一个风元中表示位置的二维向量，v是在给定位置的一个风向量，时间t随着时间的变化，能够计算出每一个点的风向和风速。

3.根据权利要求1或2所述的基于GPU模拟过程式动画的实现方法，其特征在于，在步骤a中，所述待模拟对象所在环境的风场信息，包括：

待模拟对象位于迎风向的振幅、振动频率和偏移角度；

待模拟对象位于背风向的振幅、振动频率和偏移角度；

待模拟对象垂直于风向的振幅、振动频率和偏移角度。

4.根据权利要求3所述的基于GPU模拟过程式动画的实现方法，其特征在于，在步骤b中，所述对不同类别分别进行插值函数计算， 通过参数传入到Lerp()函数里，GPU会对这个函数插值计算处理，得到与相应风场信息对应的四元数的操作，具体包括：

当待模拟对象位于迎风向和背风向时，分别将待模拟对象位于迎风向的风场信息和待模拟对象位于背风向的风场信息进行插值计算，得到四元数0；所述待模拟对象位于迎风向的风场信息和待模拟对象位于背风向的风场信息，均包括振幅、振动频率和偏移角度；

当待模拟对象垂直于风向时，将待模拟对象垂直于风向的风场信息进行插值计算，得到四元数1；所述待模拟对象垂直于风向的风场信息包括振幅、振动频率和偏移角度。

5.根据权利要求4所述的基于GPU模拟过程式动画的实现方法，其特征在于，在步骤c中，所述基于风场信息的不同类别插值计算得到的多个四元数进行处理，形成待模拟对象的运动动画的操作，具体包括：

将基于风场信息的不同类别插值计算得到的多个四元数进行二次插值计算，得到待模拟对象旋转的四元数；

对待模拟对象旋转的四元数所影响的顶点，进行矩阵变换处理，形成待模拟对象的运动。

6.根据权利要求1或2所述的基于GPU模拟过程式动画的实现方法，其特征在于，所述待模拟对象，包括树木、花草。