[发明专利]一种基于虚拟现实的室内爆炸仿真方法

说明书

本发明公开了一种基于虚拟现实的室内爆炸仿真方法，该方法包括：构建各类实体模型；基于Voronoi图分割原理对所述各类实体模型中的破碎模型进行处理，并为处理后的破碎模型加入刚体属性，根据刚体运动学公式模拟刚体运动，实现爆炸破碎仿真；将用于模拟爆炸效果的粒子系统与所述爆炸破碎仿真相结合，实现室内爆炸仿真。本发明公开的方法，可以较为真实的对室内爆炸进行模拟仿真，仿真结果可以作为相关应急预案制定的参考，也可以用作相关单位进行安全演练。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种基于虚拟现实的室内爆炸仿真方法。

背景技术

虚拟现实是一种以计算机图形学为基础的综合信息技术，被广泛地应用于各个行业。各种仿真手段都必须同时考虑到仿真系统的实时性和真实性，然而真实性越好的系统会要求计算机在后台做大量的计算，从而牺牲了实时性；同样，过度的追求实时性也会降低对仿真真实性的需求。

室内爆炸的模拟不同于其他事故的模拟，爆炸发生在室内会在瞬间释放大量的能量，造成巨大的破坏，同时爆炸还会根据周围室内环境的不同产生不同的后果。

目前阶段，跟室内爆炸模拟相关的方法、技术很少；因而，研究开发一种高真实度仿真方案来预估爆炸可能带来的危害变得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于虚拟现实的室内爆炸仿真方法，可以较为真实的对室内爆炸进行模拟仿真，仿真结果可以作为相关应急预案制定的参考，也可以用作相关单位进行安全演练。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于虚拟现实的室内爆炸仿真方法，该方法包括：

构建各类实体模型；

基于Voronoi图分割原理对所述各类实体模型中的破碎模型进行处理，并为处理后的破碎模型加入刚体属性，根据刚体运动学公式模拟刚体运动，实现爆炸破碎仿真；

将用于模拟爆炸效果的粒子系统与所述爆炸破碎仿真相结合，实现室内爆炸仿真。

进一步的，所述各类实体模型包括：人物模型、人物动画模型、破碎模型与场景模型。

进一步的，所述基于Voronoi图分割原理对所述各类实体模型中的破碎模型进行处理包括：

在所述破碎模型的内部采用正态分布的概率密度函数来分布设置若干种子；

根据设置若干种子的破碎模型，采用增量算法生成三维Voronoi图；

根据生成的三维Voronoi图将模型进行分割并产生碎片。

进一步的，该方法还包括：创建用于模拟爆炸效果的粒子系统；

所述粒子系统中包括：火焰粒子系统与烟雾粒子系统；其中，火焰粒子系统中的火球大小和持续时间由High公式计算，通过计算出的数据对火焰粒子系统做相应的设置；所述烟雾粒子系统借助Navier-Stokes流体力学方程来进行建模，通过Navier-Stokes流体力学方程来计算出烟雾扩散与弥漫过程的受力情况。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，结合了粒子系统、刚体破碎原理、三维动画仿真等技术，提出了一个在室内环境下对爆炸事故进行虚拟现实的方法；粒子系统负责渲染爆炸的视觉效果，使模拟达到更加逼真的效果；并通过引入刚体破碎原理和Voronoi图分割原理制作爆炸后产生的碎片，同时模拟出爆炸对周边物体产生的冲击和破坏；使整个模拟更加生动、真实。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。