Nghiên cứu kỹ thuật mô phỏng lửa bằng phương pháp partical và ứng dụng

Nghiên cứu kỹ thuật mô phỏng lửa bằng phương pháp Partical và ứng dụng Vũ Đức Thông Trường Đại học Công nghệ Luận văn ThS.. Nêu lên khái niệm và một số tính chất cơ bản của kỹ thuật Pa

Nghiên cứu kỹ thuật mô phỏng lửa bằng phương

pháp Partical và ứng dụng

Vũ Đức Thông

Trường Đại học Công nghệ Luận văn ThS Chuyên ngành: Công nghệ thông tin; Mã số: 60 48 05

Người hướng dẫn: Assoc Prof Dr Võ Đại Quang PGS.TS Đỗ Năng Toàn

Năm bảo vệ: 2010

Abstract: Tổng quan về thực tại ảo và mô phỏng Trình bày khái niệm, tầm quan trọng, ưu điểm

và nhược điểm của thực ta ̣i ảo, hê ̣ thực ta ̣i ảo trong mô phỏng Nêu lên tầm quan trọng của lửa và

ý nghĩa của mô phỏng lửa Hệ thống hóa cơ sở lý thuyết của k ỹ thuật Particle, Patical system - một kỹ thuật được sử dụng trong mô phỏng lửa Nêu lên khái niệm và một số tính chất cơ bản của kỹ thuật Particle, sau đó ứng dụng cách xây dựng mô phỏng cho ngọn lửa bằng phương pháp Particle System Thiết kế chương trình th ử nghiệm mô phỏng lửa bằng kỹ thuật Particle và Particle system Trình bày một số kĩ thuật liên quan khác được sử dụng trong xây dựng chương trình thử nghiệm như VRML, Billboard

Keywords: Công nghệ thông tin; Phương pháp Partical; Thực tại ảo; Hệ thống thông tin

Content:

PHẦN MỞ ĐẦU

Ngày nay, mô phỏng vi tính đã ngày càng chứng tỏ vai trò quan trọng trong đời sống cũng như trong nghiên cứu, khoa học, kỹ thuật và trong giảng dạy Mô phỏng hiện diện ở hầu như mọi lĩnh vực kinh tế, chính trị, khoa học, đời sống hiện nay Sự phát triển mạnh mẽ về công nghệ phần cứng đã giúp cho các phần mềm mô phỏng ngày càng đáp ứng được những đòi hỏi khắt khe

và sát với thực tế hơn Điều này làm cho công nghê ̣ mô phỏng vi tính được phát triển và ứng dụng vào thực tế cuộc sống sâu hơn và rộng rãi hơn

Lửa là một loại vật chất đặc biệt không thể thiếu trong cuộc sống đời thường cũng như trong khoa học, kĩ thuật và giảng dạy trong nhà trường Do tầm quan trọng cũng như những tác hại to lớn mà nó có thể mang lại, mô phỏng lửa trở thành một công cụ nghiên cứu quan trọng về lửa trong việc trình diễn những vẻ đẹp huyền ảo, ứng dụng thực tế trong đời sống và ngăn ngừa các thảm họa về lửa cũng như tận dụng được nguồn năng lượng ẩn chứa trong ngọn lửa trong viê ̣c nghiên cứu khoa ho ̣c và giảng da ̣y trong nhà trường

Việc nghiên cứu và ứng dụng vào việc mô phỏng lửa cũng có rất nhiều phương pháp nghiên cứu như: phương pháp đa giác, phương pháp bề mă ̣t và phương pháp đường biên…., tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu, kỹ thuật mô phỏng lửa bằng phương pháp Particle và ứng dụng” nhằm nghiên cứu về một phương pháp đặc biệt sử dụng trong mô phỏng nói chung cũng như mô phỏng lửa nói riêng Tôi hi vọng đề tài này sẽ đem lại một số kiến thức thực tế và ứng dụng của

mô phỏng lửa vào công nghệ giải trí, nghiên cứ u khoa ho ̣c, nghiên cứu ứng du ̣ng lửa ngăn chă ̣n các thảm họa về lửa và ứng dụng của mô phỏng này vào những th í nghiệm giảng dạy trong nhà trường khi thí nghiê ̣m này phải cần đến lửa

Viê ̣c ứng du ̣ng công nghê ̣ thông tin vào quá trình giảng da ̣y trong nhà trường đang là mô ̣t nhu cầu thiết yếu cu ̣ thể, nhất là viê ̣c xây dựng bài giảng điê ̣n tử là mô ̣t công viê ̣c đổi mới

phương pháp giảng da ̣y truyền thống trong nhà trường phổ thông Do đó đưa công nghê ̣ thực ta ̣i

ảo vào mô phỏng các thí nghiệm đã và đang là một nhu cầu thiết yếu và cần làm trong giai đoạn hiện nay Là một giảng viên trong trường Cao đẳng Sư phạm tôi thấy mình cũng phải có trách

nhiê ̣m trong công viê ̣c đổi mới phương pháp giảng da ̣y nên tôi đã cho ̣n đề tài: “Nghiên cứu kỹ thuâ ̣t mô phỏng lửa bằng phương pháp Partical và ứng dụng”

Luâ ̣n văn gồm 3 chương:

CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ THỰC TẠI ẢO VÀ MÔ PHỎNG LỬA

Chương này giới thiệu một cách tổng quan về thực tại ảo và mô phỏng Phần đầu của chương trình bày khái niệm, tầm quan trọng, ưu điểm và nhược điểm của thực ta ̣i ảo, hê ̣ thực ta ̣i

ảo trong mô phỏng Tiếp sau đó là tầm quan trọng của lửa và ý nghĩa của mô phỏng lửa

CHƯƠNG 2: MÔ PHỎNG LỬA BẰNG KỸ THUẬT PARTICLE

Căn cứ vào những tính chất lý ho ̣c, đô ̣ng lực ho ̣c của lửa và tính chất của Patical, Patical system Chương này trình bày về cơ sở của lý thuyết của kỹ thuật Particle, Patical system một kỹ thuật được sử dụng trong mô phỏng lửa Phần đầu chương trình bày về khái niệm và một số tính chất cơ bản của kỹ thuật Particle sau đó là ứng dụng cách xây dựng mô phỏng cho ngọn lửa bằng phương pháp Particle System

CHƯƠNG 3: CHƯƠNG TRÌNH THỬ NGHIỆM

Chương này dựa vào các cơ sở lý thuyết trình bày ở chương trước để viết chương trình thử nghiệm mô phỏng lửa bằng kỹ thuật Particle và Particle system Phần cuối chương trình bày một

số kĩ thuật liên quan khác được sử dụng trong xây dựng chương trình thử nghiệm như VRML, Billboard

Do thời gian và khả năng có hạn, nên trong tài liệu cũng như trong chương trình thử

nghiệm không thể tránh được những sai sót Rất mong nhận được sự quan tâm, giúp đỡ và đóng góp ý kiến của các thầy cô, bạn bè để tôi có thể áp dụng được đề tài vào nhiều lĩnh vực thiết thực trong cuô ̣c sống, trước tiên là ứng du ̣ng của đề tài trong viê ̣c xây dựng các hình tượng ngo ̣n lửa

trong phòng thí nghiê ̣m khi xây dựng các thí nghiê ̣m ảo, các hình tượng lửa trong phong cảnh hoă ̣c áp du ̣ng vào những bài kể chuyê ̣n phu ̣c vu ̣ cho công viê ̣c giảng da ̣y ở các bậc học Mầm non, hoặc lớn hơn là thực tại ảo trong việc mô phỏng các thảm họa do lửa gây ra

TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng viê ̣t

1 Đỗ Năng Toàn, Phạm Viết Bình, Xư ̉ lý ảnh, Nhà xuất bản Đại học Thái nguyên - 2007

2 Lê Tấn Hùng, Huỳnh Quyết Thắng, Kỹ thuật đồ họa, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà

nội - 2000

3 Nguyễn Văn Huân, Vũ Đức Thái, Kỹ thuật lập trình mô phỏng thế giới thực dựa trên Morfi,

Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 2006

4 Tổng quan về mô phỏng và thực ta ̣i ảo: http://share3dvn.blogspot.com

Tiếng Anh

5 Samuel William Hasinoff Three-Dimensional Reconstruction of Fire from Images [2002]

6 Dynamic Animation Systems Homepage: http://www.d-a-s.com

7 Fire Dynamics Simulator (FDS) website: http://fire.nist.gov/fds/index.html

8 William T Reeves Particle Systems A Technique for Modeling a Class of Fuzzy Objects

[1983]

9 Paramount Star Trek H: The Wrath of Khan (film), June 1982

10 KOREIN, J., AND BADLER, N L Temporal anti-aliasing in computer generated animation

To appear in Proc SIGGRAPH '83 (July 1983)

11 POTMESIL, M., AND CHAKRAVARTY, I Modeling motion blur in computer-generated images To appear in Proc SIGGRAPH '83 (July 1983)

12 Alpha Channel Tutorial: http://www.axialis.com/tutorials/tutorial-misc001.html

13 The Computer Science and Engineering department of the University of Mauritius, VRML lecture

15 Adrian Scott Getting Started in VRML http://www.vrmlsite.com

15 Billboard Tutorial: http://www.lighthouse3d.com/opengl/billboarding/