多模态混合流体仿真的关键技术研究

作为一种普遍的自然现象，混合流体是计算机图形学的重要研究对象。传统的单一视觉模拟方法不能胜任理解混合流体的多元属性，而且无法满足用户交互控制的需求。混合流体的听觉和触觉仿真可以更为直观地再现混合流体的复杂信息，允许用户以交互的方式认识和探索混合流体的特征属性。随着计算机硬件和图形技术的不断发展，结合听觉触觉的多模态混合流体仿真已经成为可能。本项目拟对混合流体的视觉、听觉、触觉模拟及多模态信息的实时融合理论及关键技术展开系统研究，实现混合流体视觉、听觉及触觉的真实感生成与交互式融合。具体地，本项目的主要内容包括研究混合流体的视觉细节增强模拟；建立混合流体的听觉生成与绘制模型；实现混合流体的触觉计算；研究混合流体的多模态信息实时融合方法，最终完成一个集成这些技术的多模态混合流体模拟的原型系统。本项目的研究在军事演练、应急仿真、灾害预防与救援、影视制作及游戏动漫等领域具有重要的应用前景。

作为一种普遍的自然现象，混合流体是计算机图形学的重要研究对象。传统的单一视觉模拟方法不能胜任理解混合流体的多元属性，而且无法满足用户交互控制的需求。混合流体的听觉和触觉仿真可以更为直观地再现混合流体的复杂信息，允许用户以交互的方式认识和探索混合流体的特征属性。随着计算机硬件和图形技术的不断发展，结合听觉触觉的多模态混合流体仿真已经成为可能。本项目拟对混合流体的视觉、听觉、触觉模拟及多模态信息的实时融合理论及关键技术展开系统研究，实现混合流体视觉、听觉及触觉的真实感生成与交互式融合。. 本项目的主要研究内容及取得的重要结果如下：提出了基于小波变换的湍流细节增强方法；设计了基于涡旋的流体模拟及大规模流体交互模拟中的细节增强机制；将混合流体的建模方法推广到卡通动画领域及传统纺织印染手工艺的计算机模拟中；提出了基于数据驱动及信号频谱分析的混合流体声音合成算法；提出了基于SPH的混合流体触觉交互模拟新方法；建立了混合流体的多模态信号同步与实时融合框架。. 该项目对多模态混合流体真实感模拟的关键技术进行了系统研究，解决了其中的视觉细节增强、听觉模拟、触觉模拟及多模态信号的同步等科学问题，将推动流体模拟技术的发展与应用。本项目的研究在军事演练、应急仿真、灾害预防与救援、影视制作及游戏动漫等领域具有重要的应用前景。