基于水幕電影模擬方法研究

郭京

摘 要

水幕電影模擬研究主要介紹了水幕電影模擬的主要方法與應用等，對水幕電影模擬的方法進行了細致的分類，討論了各種模擬方法的優缺點，提出了今后需要進一步努力和完善的一些工作思路。

【關鍵詞】水幕電影模擬 粒子系統 紋理方法 數學物理方法

近年來的水幕電影模擬呈現出各種新方法、新思想?；凇凹毥z”的水幕電影模擬，采用質量守恒和動量守恒來求解和簡化NS流體方程，采用自適應的動態網格劃分的方法求解和簡化NS流體方程，等等，模擬效果都比較理想。

1 水幕電影模擬方法中存在的問題及發展方向

仔細分析和對比會發現，各種方法中也普遍存在很多不盡如人意的地方。目前在影視、特效、廣告制作方面，商業水幕電影制作軟件或插件，基本上還是停留在粒子系統的解決機制上，并沒有把當前數理方法所取得的成就加以合理消化和運用；雖然模擬的效果能夠滿足人們的正常需求，但是理論研究與實際應用的脫節。計算機計算發展下一個時代將很快進入量子計算時代和大數據時代，人們完全可以設計和采用更加細致的方法去處理相關問題；未來的計算條件和技術也允許人們這樣處理。目前，人們在算法處理和設計方面還完全沒有開始展開和進行相關的研究探討，這將給未來的模擬和應用帶來嚴重的滯后效應。

2 水幕電影模擬方法的發展動向

2.1 水幕電影的整體形態和外力因素

好的水幕電影模擬方法，首先體現在好的表現形態上。水幕電影的形態也是千差萬別，其發生機制也不盡相同。近年來的一些影視效果如水墨效果，影視特效，廣告效果、動漫卡通場景等，也在廣泛地使用水幕電影來進行模擬，應對這些新的要求和需求，也將是極為棘手的問題。

外力作用對于水幕電影也是非常正常的；但目前很多方法在這方面的成果卻都不盡人意。畢竟，外力和障礙都屬于CG中的動力系統，牽涉到的技術比較復雜。

2.2 算法的模擬速度

算法的運行速度一般取決于機器硬件和算法本身的復雜度?，F今，圖形技術所涉及的算法越來越復雜，對硬件條件的要求也越來越高。算法設計方面，諸如粒子系統，在粒子數量急劇上升的時候，就會帶來“大數據”的生產、處理和繪制等眾多問題。數理方法更是如此，求解流體方程的代價也是極高的；即使是一些簡化和類似算法，也都需要進行大量復雜的數學手段。

水幕電影光照的問題也不是孤立存在的，很多類似的自然現象中，都要面對這樣的困難。研究者可以借鑒這諸多方面的經驗來加以研究，這也是一種很好解決途徑。現有的方法也許還遠遠不能滿足人們的需求，需要多學科之間的緊密配合；比如數學、物理學、化學、力學、光學、燃燒學、氣象學、影視技術、廣告技術、藝術學等等；涉及的學科越來越多。

3 小結

水幕電影的再現和模擬一直是計算機圖形技術重點考慮的問題，也是一個長時間等候沒有很好地加以解決的難點問題。而現實生活和社會的各個方面，如影視特效、虛擬技術、廣告行業、軍事領域等行業對此卻提出了越來越高的要求和越來越豐富的效果的需求。目前有許多水幕電影模擬的各種解決辦法和思路模型，但還是遠遠不夠，還遠遠沒有達到人們的期望，也沒有實現人們的急切需求。今后還需進行更加深入、廣泛的思考和研究，需要加倍的努力和嘗試。

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作者單位

河南職業技術學院 河南省鄭州市 450046endprint