基于CUDA粒子系统的烟花仿真

doi:10.11772/j.issn.1001-9081.2013.07.2059

计算机应用 ›› 2013, Vol. 33 ›› Issue (07): 2059-2062.DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2013.07.2059

基于CUDA粒子系统的烟花仿真

陈修亮,梁英杰,郭福亮

海军工程大学电子工程学院，武汉 430033

收稿日期:2013-01-05 修回日期:2013-02-06 发布日期:2013-07-06 出版日期:2013-07-01
通讯作者: 陈修亮
作者简介:陈修亮(1984-)，男，山东日照人，博士研究生，主要研究方向：计算机图形学；梁英杰（1985-），男，河北邢台人，博士研究生，主要研究方向：计算机图形学；郭福亮（1963-），男，河北沧州人，教授，博士生导师，博士，主要研究方向：数据挖掘、计算机图形学。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目（61100041）

Fireworks simulation based on CUDA particle system

CHEN Xiuliang,LIANG Yingjie,GUO Fuliang

Electronic Engineering College, Naval University of Engineering, Wuhan Hubei 430033, China

Received:2013-01-05 Revised:2013-02-06 Online:2013-07-06 Published:2013-07-01
Contact: CHEN Xiuliang

摘要/Abstract

摘要： 粒子系统的基本理论符合自然世界的客观规律，适用于烟花等复杂现象的仿真。针对粒子系统仿真存在的计算和内存资源消耗巨大等问题，建立了基于统一计算设备架构(CUDA)框架的粒子系统基本模型，讨论了模型中粒子的存储与运动更新，研究了基于CUDA的并行KD-TRIE邻近粒子搜索算法。运用建立的CUDA粒子系统，研究了烟花仿真的具体实现。仿真结果表明，系统能够较逼真地仿真烟花的上升与绽放过程，帧率高达每秒312帧，仿真的真实感和实时性得到增强。

关键词: 统一计算设备架构, 粒子系统, K维二叉树, 烟花, 仿真

Abstract: The elementary theory of the particle system coincides with the objective laws of the natural world. As a result, the particle system can be used for fireworks and other complex phenomena simulation. To solve the problem that the simulation of particle system is of huge computation and memory resources consumption, the paper built the basic particle system model based on Compute Unified Device Architecture (CUDA) framework. The storage and movement update of particles in the model were considered. Then the parallel KD-TRIE neighbor particle search algorithm based on CUDA was studied. Finally, the detailed implementation of the fireworks simulation was discussed based on the CUDA particle system. The results show that the model can simulate the rise and bloom of the fireworks realistically with the frame rate of up to 320 frames per second, enhancing the fidelity and real-time performance of the simulation.

Key words: Compute Unified Device Architecture (CUDA), particle system, K-Dimensional TRIE (KD-TRIE), fireworks, simulation

中图分类号:

TP391.9

陈修亮梁英杰郭福亮. 基于CUDA粒子系统的烟花仿真[J]. 计算机应用, 2013, 33(07): 2059-2062.

CHEN Xiuliang LIANG Yingjie GUO Fuliang. Fireworks simulation based on CUDA particle system[J]. Journal of Computer Applications, 2013, 33(07): 2059-2062.

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