基于角色群组仿真的森林场景绘制方法

树木主要是由主干受风力弯曲变形，整个树木主干在同一时刻的受力仅仅限于单一方向，各个控制点的受力变形有较大相似性且相互影响。根据树木弯曲形变特性在水平面上的各向同性特点，可以将树木的受力形变分解为平行于视点方向和垂直于视点方向，对两个方向的形变分别处理，降低计算处理的复杂度。对垂直于视点方向的形变，使用Billboard顶点偏移的方法进行模拟。对平行于视点方向的形变，使用图像变形代替顶点偏移，提高树木真实感，并预计算树木变形结果，并将其组合成为复合纹理，提高仿真速度。

本节的仿真方法中，将风力由左向右分为64种风力条件，通过渲染到纹理技术，将单株树木在这些风力条件下的变形结果预先绘制为一个复合纹理。使用图8-2中的树木生成的复合纹理如图8-4所示。

图8-4 树木变形的复合纹理图

在动态森林场景仿真中，GPGPU技术被用来加速计算Billboard的顶点坐标和复合纹理坐标。GPU顶点程序的复合纹理坐标计算部分可以描述为

（1）根据所受的风力及其风向，计算该风力在横向方向上的分量；

（2）根据风力的横向分量，计算其对应的复合纹理序号；

（3）根据复合纹理的分块规则，计算所需纹理在复合纹理中的实际横序号和纵序号；(www.xing528.com)

（4）根据顶点序号计算当前顶点的复合纹理坐标。

对于Billboard的复合纹理坐标计算，先获取该树在当前时刻所受的平行风力分量，再据此计算该风力分量对应的变形结果在复合纹理中的编号，根据编号计算纹理坐标。风力分量对应的编号可用式（8-4）计算。

Billboard四个顶点的纹理坐标可分别用式（8-5）中的各个分量进行计算。

式中，x=texNum/8，y=texNum/8是该Billboard的复合纹理编号。