闪电模拟在早期的影视游戏中就已经得到了应用。在过去,主要是通过将真实的闪电图像映射在画面背景中来模拟闪电。

1994年T.Reed首先提出了用粒子系统来实现计算机图形的闪电模拟[ ]。具体方法:首先在云中放一个粒子,让这个粒子随机产生几个子粒子,子粒子随机地产生向下的角度并向下运动,这些子粒子再随机地产生新粒子,如此反复产生了整个闪电整体。不过在渲染方面采用的是光线跟踪技术,仅仅只染了闪电主枝。总体来说做得只是一个形似。65217

1999年杨子华进一步总结阐述了T.Reed的闪电模拟方法[ ]。避开闪电的物理意义,仅以生成视觉上比较真实的闪电图像为目的,用粒子系统模型对其进行计算机模拟。该系统具有最小的复杂性和计算量。

1999年P.Kuszewski在随机二叉树的理论基础上,提出了一个通过不同参数控制的闪电模型[ ]。只要设定好模型的多个参数,就能产生比较形象的闪电。但在渲染上,他还是采用T.Reed模型中的方法,也只考虑闪电主枝的渲染,闪电分支以及周围物体的渲染没有考虑进去。论文网

2001年B.sosorbaraln等提出新的方法[ ]。在他之前的闪电模型,闪电形态的参数都是从图片或者录像中估计出来的,而B.Sosorbaram强调使用物理参数,这样产生的闪电才更加真实,实现的方法是把闪电分支当成线光源,然后按照光线跟踪方法进行处理,因此,虽然实现了闪电模拟,但实时性非常差,要生成一张闪电效果图就需要计算机处理十几分钟,根本无法用于实时仿真。

长久以来,在虚拟环境中模拟闪电,一直都停滞不前,主要是由于闪电模拟实时性和真实度都要求非常高,所以在游戏、影视里大都避免闪电的模拟或以雷声和闪电电光来替代。

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