气象数据驱动的三维云增强绘制方法

秦绪佳，赵 铮，柯玲玲，郑红波，马 骥

(浙江工业大学 计算机科学与技术学院, 杭州 310032)

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1 引 言

云可分为三大云族，十大云属，是一种自然现象.它们是由聚集在空气中的微尘周围的水分子产生的水滴或冰晶散射产生的.云没有特定的表面，也没有清晰的边界，且晶体结构时时刻刻都在变化，表面呈现出的透明度也不断在改变.每一朵云都是不尽相同的，所以对云的可视化也是十分复杂的.现在存在的一些有不错视觉效果的云仿真方法大多依赖于数学模型，而这些模型都十分复杂且计算成本相对较高.所以对三维云景的绘制要达到高效率和高仿真效果是当前计算机图形学领域面临的一大挑战.

对三维云的可视化在很多日常仿真应用中都是不可或缺的.在很多游戏中，尤其是在大型网游中，云仿真技术的水平对游戏场景的真实感影响极大，真实感较强的云仿真可以使场景更逼真，用户的体验感也会更好；在飞行视景仿真系统中，云层效果的真实以及良好的实时性也是至关重要的；在气象研究中，真实的气象数据可以反映真实的天气情况，对气象的研究、气象的预报等都有极大的意义，云作为气象数据中不可或缺的一部分，对真实气象数据的深入研究和利用都十分重要.

想要得到真实性较高的云的颜色就需要模拟其内部的光照效果.胡香等人[14]提出了一种利用云的多向前方散射特性建立的体云光照模型，效果……