树冠火蔓延三维可视化方法
【专利摘要】本发明涉及一种树冠火蔓延三维可视化方法。该方法，首先采用FARSITE林火蔓延模拟引擎估算树冠火的火线强度、火焰长度及蔓延速度等；接着采用粒子系统建立火和烟的粒子系统；其次建立树木三维模型，把树木模型种植于三维地形景观上，形成虚拟森林环境；然后利用可编程管线，自定义模型各个器官的顶点着色器和片元着色器，并采用纹理与颜色混合以及Alpha透明纹理的方法；最后设置模拟的起始和结束时间、时间步长和空间分辨率，估算树冠火行为和火场边界，从而动态模拟树冠火在水平方向和垂直方向上动态变化过程。本发明以真三维直观的形式模拟树冠火的蔓延过程，可应用于辅助灭火决策、科普教育、动画、游戏等方面。
【专利说明】树冠火蔓延三维可视化方法【技术领域】
[0001]本发明涉及森林防火和计算机仿真领域，具体涉及一种树冠火蔓延三维可视化方法。
【背景技术】
[0002]森林火灾破坏性大，扑火救置困难。林火的发生、发展受到燃料床、天气和地形等多种因素的影响。根据燃烧的部位不同，林火主要可分为地表火、树冠火和地下火。森林火灾大多数是地表火，但在特定条件下，地表火可能发展为树冠火或两种类型的火同时存在。树冠火蔓延速度快，燃烧温度高，火强度高，对森林植被的影响大，难扑灭，造成不可估量的损失。
[0003]目前，遥感和地理信息等技术在火情和火场信息监测、火险等级预报中起了很大的作用，但是卫星数据获取的时间和空间分辨率是有限的，无法动态连续地跟踪火情发展情况，林火蔓延模拟可以弥补其不足。目前比较经典的模型有Rothermel模型、加拿大林火蔓延模型，澳大利亚McArthur模型、王正非模型,其中Rothermel模型是国际上应用最广泛的林火行为预测模型。林火在空间上扩展的模拟方法主要采用基于元胞自动机的模型和基于惠更斯(Huygens)波动原理的模型。在Rothermel模型和Huygens原理的基础上，美国林务局开发了 FARSITE林火蔓延引擎，美国农业部开发BEHAVE林火行为和可燃物模型。这两个模型主要可用于森林灭火辅助决策和培训等，但模拟结果大多数以二维图表的形式表达。二维可视化难以显式表达火行为，以及与环境要素的交互过程。
[0004]随着计算机软硬件技术、三维可视化、虚拟现实技术的发展和林火蔓延模型的不断改进，构建科学、直观的林火蔓延模拟环境成为可能。林火三维蔓延模拟系统已初露端悅，如Capaware和Vfire,这两个系统均采用FARSITE林火蔓延模拟引擎。Capaware系统能够实时模拟并预测林火的蔓延，辅助决策者制定灭火计划。Vfire是以CAVE (CaveAutomatic Virtual Environment)作为硬件系统,并使用粒子系统生成林火效果,具有很强的沉浸感和逼真度，适用于模拟演练。美国Visual Nature Studio软件与FARSITE引擎结合，对地表火和树冠火进行可视化，然而对树冠火的表达采用Photoshop图像处理软件，生成静态的图片来表示燃烧过的树木，无法动态表达林火从低向高发展的过程，可视化效果不理想。
[0005]目前树冠火可视化较少，主要采用粒子系统进行可视化。单独采用粒子系统对树冠火进行可视化不够逼真，难以表达树冠火燃烧过程中火与树木的交互过程。因为树冠火沿着冠层向上蔓延的过程是火与树木之间动态的交互过程，同时伴随着枝干变黑或凋落，叶片烧毁、凋落或减少等过程。目前大多数林火场景中的树木采用Billboard技术进行表达，树木不同器官、不同级别的枝干没有分开表示，这样，不利于表达树冠中火与其组分之间的交互过程。
[0006] FARSITE集成了地表火、树冠火和飞火的蔓延模型。根据林区的燃料特性、风速、风向、坡度、坡向、降水量等，采用FARSITE引擎可以计算火线强度、火焰长度、蔓延速率、反映强度、火场边界、蔓延方向等。火线强度与火焰高度的关系为(郑焕能等，1988):
/ = 273 X A117
其中/为火线强度，A为火 焰高度。
[0007]FARSITE引擎中的可燃物特性采用可燃物模型表达，其包含了 BEHAVE中建立的40个标准可燃物模型。
[0008]OpenSceneGraph (OSG)是一个基于OpenGL的开源3D渲染引擎，功能强大。OSG封装的粒子系统模块osgParticle可以模拟各式各样的粒子特效。
[0009]ParaTree和VisForest是福建省空间信息工程研究中心自主开发的OntoPlant系列软件。ParaTree是一款面向专业用户和普通用户使用的全参数化单树几何建模工具。系统可参数化、交互式地定制不同树种、年龄、物候阶段、形态结构的真实感单株植物三维模型。其主要功能有:(I)单株木建模。用户可根据特定植物的形态结构特征，通过交互地设置、调整主干、枝条和叶的参数，形成满足用户需求的模型。(2)模型整型修剪。用户可通过约束规则、交互拾取某枝条(或枝段)和采用曲面约束的整型修剪三种方式对模型进行整型修剪。(3)物候变化和生长过程模拟。用户可通过编辑树叶纹理对植物的宏观物候现象，如抽枝、开花、坐果、果实成熟等进行模拟或仿真。(4)可视化交互。系统能够提供友好的人机交互界面，树木参数调整通过“即见即所得”的方式进行。功能包括模型查看、渲染模式切换、背景设置、单株基本参数设置等。
[0010]VisForest软件系统是利用虚拟现实技术开发而成的三维虚拟森林场景的浏览器，与数字高程模型和遥感影像数据结合，实现森林景观的可视化表达和再现。系统可用于辅助森林资源经营管理、景观规划、园林规划、军事仿真以及植物学、生态学教研、宣教等领域。
[0011]主要参考文献:
[1]Rothermel R C.A mathematical model for predicting fire spread inwildland fuels.USDA Forest Service Research Paper INT-115, 1972.[2]McArthur A G.Weather and grassland fire behaviour.Forestry and TimberBureau, Department of National Development, Commonwealth of Australia, ForestryResearch Institute, 1966.[3]Finney M A.FARSITE: Fire area simulator-model development andevaluation[R].USDA Forest Service Research Paper RMRS-RP-4-Revised, 2004.[4]Andrews P L.BEHAVE: fire behavior prediction and fuel modelingsystem-BURN subsystem, Partl [R]， USDA Forest Service, Intermountain ResearchStation, General Technical Report INT-194, Ogden, Utah, 1986.[5]Scott J Hj Burgan R E.Standard fire behavior fuel models: acomprehensive set for use with Rothermeli s surface fire spread model[R].USDAForest Service, Rocky Mountain Research Station, General Technical ReportRMRS-GTR-153, 2005.[6]郑焕能，骆介禹，耿玉超.几种林火强度计算方法的评价.东北林业大学学报，1988，16(5):103-108.。
【发明内容】
[0012]本发明的目的在于提供一种以真三维直观的形式表达树冠火的蔓延过程，可分析对比不同情境下的林火蔓延过程，为灭火决策提供参考，可应用于消防演练、科普教育、动画、游戏等方面的树冠火蔓延三维可视化方法。
[0013]为实现上述目的，本发明的技术方案是:一种树冠火蔓延三维可视化方法，包括如下步骤，
步骤10:获取模拟林区的地形高程、坡度、坡向、温度、湿度、降水、风速、风向及可燃物模型，采用FARSITE林火蔓延模拟引擎，估算树冠火火线强度分布、火焰长度分布、火焰高度分布、蔓延速度和火场边界；
步骤11:采用粒子系统，分别建立火和烟的粒子系统，实现火和烟的三维可视化；
步骤12:根据树木的树高、林冠基高、基径、枝条分布情况，建立树木三维模型；
步骤13:利用可编程管线，自定义顶点着色器和片元着色器，采用纹理与颜色混合的方法以及Alpha透明纹理的方法，模拟树冠火在垂直方向上蔓延的过程，表达树木被燃烧过的部位纹理变暗、树叶减少的表观动态变化特效；
步骤14:构建虚拟森林环境，设置模拟的起始时间、结束时间、时间步长、边界分辨率和距离分辨率，根据所述步骤10估算林火蔓延的结果，动态更新每一帧火粒子系统和烟粒子系统的属性值，动态更新绘制树木被烧的表观效果，模拟在每个仿真时段内按时间序列显示树冠火动态变化过程。
[0014]在本发明实施例中，所述步骤10中的温度和湿度分别是指一天中最高温度、最低温度、最高湿度和最低湿度，并记录最高、最低温度出现的具体时间；可燃物模型是根据林区I小时时滞、10小时时滞和100小时时滞的可燃物载量、可燃物表面体积比和可燃物床厚度，对照BEHAVE中40个标准可燃物模型的特征描述，选择相应的模型。
[0015]在本发明实施例中，所述步骤10中火焰高度的估算包括以下步骤:
步骤101:采用FARSITE林火蔓延模拟引擎估算火线强度；
步骤102:根据火线强度与火焰高度的关系，估算火焰高度。
[0016]在本发明实施例中，所述步骤11中基于粒子系统实现火和烟三维可视化包括以下步骤:
步骤111:建立火粒子和烟粒子的模板，设置粒子生命周期、大小、颜色以及Alpha透明通道值；
步骤112:根据数字地形信息，设置火粒子和烟粒子放置位置，初始化粒子发射速度与粒子数；
步骤113:根据林火蔓延速度和火场边界信息，利用生命周期来控制粒子的生成与消亡，相应更新粒子的表观特征属性，从而实现火和烟运动过程的三维动态可视化。
[0017]在本发明实施例中，所述步骤12中所述树木三维模型包括主干、各级枝条、叶片器官的几何信息、纹理信息和燃烧状态的标识、树种名、林冠基高、树高。
[0018]在本发明实施例中，所述步骤13，具体包括以下步骤:
步骤131:根据树木模型中的主干、各级枝条、叶片器官的几何信息，利用可编程管线的着色语言，分别定义枝干、叶片的顶点着色器和片元着色器；
步骤132:利用顶点着色器实现视图矩阵变换、投影变换，获得纹理坐标以及三维几何树木模型的顶点高度；
步骤133:利用片元着色器实现各器官模型的渲染；
步骤134:建立一个内置变量，实现顶点着色器与相应片元着色器之间的数据传递，实现几何位置变化与渲染的互动；
步骤135:采用枝干纹理乘以颜色掩码，表达树木模型被燃烧后枝干纹理变暗的视觉效果；
步骤136:采用树叶纹理乘以颜色掩码，表达树叶变暗的现象，再把树叶纹理分区，不同部位设置不同Alpha通道值，隐藏部分叶，实现叶片减少，颜色变暗的视觉效果；
步骤137:定义一个一致变量，建立火粒子系统和烟粒子系统与着色器的交互，实现树冠火垂直向上蔓延时，树冠表观跟着动态变化。
[0019]在本发明实施例中，所述步骤14，具体包括以下步骤:
步骤141:根据林相图、林业二类调查数据中的优势树种、分布密度、树高，把相应树木三维模型按随机分布的方式种植于三维地形景观上，形成虚拟森林环境；
步骤142:设置模拟的起始时间和终止时间，时间步长、距离分辨率、边界分辨率，着火点位置，根据步骤10估算的火线强度分布、火焰长度分布、火焰高度分布、蔓延速度和火场边界；
步骤143:设置火和烟粒子系统中粒子大小、数量、颜色、生命周期、空间位置，以三维形式表达虚拟森林环境中树冠火的动态蔓延过程；
步骤144:根据林火蔓延速度、火场边界、火焰高度，估算被燃烧的树模型实例，然后根据所述步骤131-137表达被燃烧树模型实例表观特征的动态变化过程。
[0020]在本发明实施例中，所述步骤144中被燃烧树模型实例表观特征动态变化过程具体为:建立树木模型的长方体包围盒，根据林火蔓延速度，计算林火在水平方向上通过包围盒的时间；把计算的时间作为树冠火垂直方向上蔓延的时间，根据火焰高度与向上蔓延时间，改变粒子系统发射器的速度范围，更新火和烟的粒子系统；当火焰高度从林冠基高至树高之间，更新每一帧的火焰高度，冠层中过火的枝干和器官的纹理通过动态颜色渲染更换局部树冠的纹理和颜色，从而动态表达树冠火垂直方向上的蔓延燃烧过程。
[0021]相较于现有技术，本发明具有以下有益效果:改变了传统只采用静态图像表达燃烧过植物表观特征的方式，解决了难以表达树冠火燃烧过程中火与树木的交互过程的问题。本发明可以以三维的形式模拟树冠火沿着冠层向上蔓延的过程，同时表达枝干变黑或凋落，叶片烧毁、凋落或减少等过程。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为本发明方法具体实施例的技术流程示意图。
[0023]图2为树冠火向上蔓延时的单株木表观动态渲染示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。
[0025]本发明的一种树冠火蔓延三维可视化方法，如图1所示，包括以下步骤:
步骤10:获取模拟林区的地形高程、坡度、坡向、温度、湿度、降水、风速、风向、可燃物模型，采用FARSITE林火蔓延模拟引擎，估算树冠火火线强度分布、火焰长度分布、火焰高度分布、蔓延速度和火场边界；
步骤11:采用粒子系统方法，分别建立火和烟的粒子系统，实现火和烟的三维可视化； 步骤12:根据树木的树高、林冠基高、基径、枝条分布情况，建立树木三维模型；
步骤13:利用可编程管线，自定义顶点着色器和片元着色器，采用纹理与颜色混合的方法以及Alpha透明纹理的方法，模拟树冠火在垂直方向上蔓延的过程，表达树木被燃烧过的部位纹理变暗、树叶减少的表观动态变化特效；
步骤14:构建虚拟森林环境，设置模拟的起始时间、结束时间、时间步长、距离分辨率和边界分辨率，根据步骤10估算林火蔓延的结果，动态更新每一帧火粒子系统和烟粒子系统的属性值，动态更新绘制树木被烧的表观效果，模拟在每个仿真时段内按时间序列显示树冠火动态变化过程。
[0026]在步骤10中，火焰高度的估算包括以下步骤:
步骤101:采用FARSITE林火蔓延模拟引擎估算火线强度；
步骤102:根据火线强度与火焰高度的关系，估算火焰高度。
[0027]步骤10中的温度和湿度分别是指一天中最高温度、最低温度、最高湿度和最低湿度，并记录最高、最低温度出现的具体时间；可燃物模型是根据林区I小时时滞、10小时时滞和100小时时滞的可燃物载量、可燃物表面体积比和可燃物床厚度，对照BEHAVE中40个标准可燃物模型的特征描述，选择相应的模型。
[0028]在步骤11中，基于粒子系统实现火和烟三维可视化包括以下步骤:
步骤111:建立火粒子和烟粒子的模板，设置粒子生命周期、大小、颜色以及Alpha透明通道值；
步骤112:根据模拟区域数字地形信息，设置火粒子和烟粒子放置位置，初始化粒子发射速度与粒子数；
步骤113:根据林火蔓延速度和火场边界信息，利用生命周期来控制粒子的生成与消亡，相应更新粒子的表观特征属性，从而实现火和烟运动过程的三维动态可视化。
[0029]步骤12中所建的植物三维模型信息应该包括主干、各级枝条、叶片器官的几何信息、纹理/[目息和燃烧状态的标识、树种名、林诞基闻、树闻。
[0030]步骤13中树木被燃烧部位的表观变化的可视化过程包括以下步骤:
步骤131:根据树木模型中的主干、各级枝条、叶片器官的几何信息，利用可编程管线的着色语言，分别定义枝干、叶片的顶点着色器和片元着色器；
步骤132:利用顶点着色器实现视图矩阵变换、投影变换，获得纹理坐标以及三维几何树木模型的顶点高度；
步骤133:利用片元着色器实现各器官模型的渲染；
步骤134:建立一个内置变量，实现顶点着色器与相应片元着色器之间的数据传递，实现几何位置变化与渲染的互动；
步骤135:采用枝干纹理乘以颜色掩码，表达树木模型被燃烧后枝干纹理变暗的视觉效果;
步骤136:采用树叶纹理乘以颜色掩码，表达树叶变暗的现象，再把树叶纹理分区，不同部位设置不同Alpha通道值，隐藏部分叶，实现叶片减少，颜色变暗的视觉效果； 步骤137:定义一个一致变量，建立火粒子系统和烟粒子系统与着色器的交互，实现树冠火垂直向上蔓延时，树冠表观跟着动态变化。
[0031]步骤14中虚拟森林环境中树冠火蔓延三维可视化包括以下步骤:
步骤141:根据林相图、林业二类调查数据中的优势树种、分布密度、树高，把相应树木三维模型按随机分布的方式种植于三维地形景观上，形成虚拟森林环境；
步骤142:设置模拟的起始时间和终止时间，时间步长、距离分辨率、边界分辨率，着火点位置，根据步骤10估算的火线强度分布、火焰长度分布、火焰高度分布、蔓延速度和火场边界；
步骤143:设置火和烟粒子系统中粒子大小、数量、颜色、生命周期、空间位置，以三维形式表达虚拟森林环境中树冠火的动态蔓延过程；
步骤144:根据林火蔓延速度、火场边界、火焰高度，估算被燃烧的树模型实例，然后根据所述步骤131-137表达该树实例表观特征的动态变化过程。
[0032]步骤144中被燃烧树模型实例表观特征动态变化的可视化的具体过程为:建立树木模型的长方体包围盒，根据林火蔓延速度，计算林火在水平方向上通过包围盒的时间；把计算的时间作为树冠火垂直方向上蔓延的时间，根据火焰高度与向上蔓延时间，改变冠层内粒子生命周期和颜色范围，更新火和烟的粒子系统；当火焰高度从树冠基高至树高之间，更新每一帧的火焰高度，树冠中过火的枝干和器官的纹理通过动态颜色渲染更换局部树冠的纹理和颜色，从而动态表达树冠火垂直方向上的蔓延燃烧过程。
[0033]下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
[0034](I)树冠火蔓延过程的火行为模拟
本实施例在VisForest森林可视化软件的基础上，集成FARSITE林火蔓延引擎。以福建省福州市某县的局部林区的马尾松和杉木为例(这两种树种易发生树冠火)，获取林区的林相图、林业二类调查数据、地形的高程、坡度、坡向，可燃物模型根据林相图的树种类型、郁闭度、草灌层盖度等信息，从FARSITE引擎中选择相应用模型，I小时、10小时、100小时时滞可燃物含水率分别设置为3%、4%、5% ;活草本和木质可燃物含水率均为70%，蔓延其间风速为9-12米/秒，风向为189° -224° (方位角)，无降水，一天中的最高气温、最低气温分别设置为29°C和4°C，一天中最高湿度、最低湿度分别为35%和4% ;从林相图中获取树高，再根据马尾松和杉木的树高和年龄，设置林冠基高和树冠容积密度，发生了树冠火，通过模拟估算，获得树冠火火线强度分布图、火焰长度分布图、火焰高度分布图、蔓延速度和火场边界，模拟45分钟的过火面积为7399.5平方米。
[0035]( 2 )树木三维建模
本实施例选择易发生树冠火树种马尾松和杉木，采用ParaTree建立其真三维模型，模型信息包含主干、各级枝条、叶片器官的几何信息、纹理信息和燃烧状态的标识、树种名、林冠基高、树高。
[0036](3)林火三维可视化
本实施例在VisForest森林可视化软件的基础上，集成OSG粒子系统模块。创建火和烟粒子系统，每个粒子模版采用长方形来表示，使用Bi I Iboard技术绘制。火和烟的模拟过程类似，主要是一些参数的设置不同，表I和表2为粒子的属性值和粒子系统参数值。
【权利要求】
1.一种树冠火蔓延三维可视化方法，其特征在于:包括如下步骤， 步骤10:获取模拟林区的地形高程、坡度、坡向、温度、湿度、降水、风速、风向及可燃物模型，采用FARSITE林火蔓延模拟引擎，估算树冠火火线强度分布、火焰长度分布、火焰高度分布、蔓延速度和火场边界； 步骤11:采用粒子系统，分别建立火和烟的粒子系统，实现火和烟的三维可视化； 步骤12:根据树木的树高、林冠基高、基径、枝条分布情况，建立树木三维模型； 步骤13:利用可编程管线，自定义顶点着色器和片元着色器，采用纹理与颜色混合的方法以及Alpha透明纹理的方法，模拟树冠火在垂直方向上蔓延的过程，表达树木被燃烧过的部位纹理变暗、树叶减少的表观动态变化特效； 步骤14:构建虚拟森林环境，设置模拟的起始时间、结束时间、时间步长、边界分辨率和距离分辨率，根据所述步骤10估算林火蔓延的结果，动态更新每一帧火粒子系统和烟粒子系统的属性值，动态更新绘制树木被烧的表观效果，模拟在每个仿真时段内按时间序列显示树冠火动态变化过程。
2.根据权利要求1所述的树冠火蔓延三维可视化方法，其特征在于:所述步骤10中的温度和湿度分别是指一天中最高温度、最低温度、最高湿度和最低湿度，并记录最高、最低温度出现的具体时间；可燃物模型是根据林区I小时时滞、10小时时滞和100小时时滞的可燃物载量、可燃物表面体积比和可燃物床厚度，对照BEHAVE中40个标准可燃物模型的特征描述，选择相应的模型。
3.根据权利要求1 所述的树冠火蔓延三维可视化方法，其特征在于:所述步骤10中火焰高度的估算包括以下步骤: 步骤101:采用FARSITE林火蔓延模拟引擎估算火线强度； 步骤102:根据火线强度与火焰高度的关系，估算火焰高度。
4.根据权利要求1所述的树冠火蔓延三维可视化方法，其特征在于:所述步骤11中基于粒子系统实现火和烟三维可视化包括以下步骤: 步骤111:建立火粒子和烟粒子的模板，设置粒子生命周期、大小、颜色以及Alpha透明通道值； 步骤112:根据数字地形信息，设置火粒子和烟粒子放置位置，初始化粒子发射速度与粒子数； 步骤113:根据林火蔓延速度和火场边界信息，利用生命周期来控制粒子的生成与消亡，相应更新粒子的表观特征属性，从而实现火和烟运动过程的三维动态可视化。
5.根据权利要求1所述的树冠火蔓延三维可视化方法，其特征在于:所述步骤12中所述树木三维模型包括主干、各级枝条、叶片器官的几何信息、纹理信息和燃烧状态的标识、树种名、林冠基高、树高。
6.根据权利要求1所述的树冠火蔓延三维可视化方法，其特征在于:所述步骤13，具体包括以下步骤: 步骤131:根据树木模型中的主干、各级枝条、叶片器官的几何信息，利用可编程管线的着色语言，分别定义枝干、叶片的顶点着色器和片元着色器； 步骤132:利用顶点着色器实现视图矩阵变换、投影变换，获得纹理坐标以及三维几何树木模型的顶点高度；步骤133:利用片元着色器实现各器官模型的渲染； 步骤134:建立一个内置变量，实现顶点着色器与相应片元着色器之间的数据传递，实现几何位置变化与渲染的互动； 步骤135:采用枝干纹理乘以颜色掩码，表达树木模型被燃烧后枝干纹理变暗的视觉效果； 步骤136:采用树叶纹理乘以颜色掩码，表达树叶变暗的现象，再把树叶纹理分区，不同部位设置不同Alpha通道值，隐藏部分叶，实现叶片减少，颜色变暗的视觉效果； 步骤137:定义一个一致变量，建立火粒子系统和烟粒子系统与着色器的交互，实现树冠火垂直向上蔓延时，树冠表观跟着动态变化。
7.根据权利要求6所述的树冠火蔓延三维可视化方法，其特征在于:所述步骤14，具体包括以下步骤: 步骤141:根据林相图、林业二类调查数据中的优势树种、分布密度、树高，把相应树木三维模型按随机分布的方式种植于三维地形景观上，形成虚拟森林环境； 步骤142:设置模拟的起始时间和终止时间，时间步长、距离分辨率、边界分辨率，着火点位置，根据步骤10估算的火线强度分布、火焰长度分布、火焰高度分布、蔓延速度和火场边界； 步骤143:设置火和烟粒子系统中粒子大小、数量、颜色、生命周期、空间位置，以三维形式表达虚拟森林环境中树冠火的动态蔓延过程； 步骤144:根据林火蔓延速度、火场边界、火焰高度，估算被燃烧的树模型实例，然后根据所述步骤131-137表达被燃烧树模型实例表观特征的动态变化过程。
8.根据权利要求7所述的树冠火蔓延三维可视化方法，其特征在于:所述步骤144中被燃烧树模型实例表观特征动态变化过程具体为:建立树木模型的长方体包围盒，根据林火蔓延速度，计算林火在水平方向上通过包围盒的时间；把计算的时间作为树冠火垂直方向上蔓延的时间，根据火焰高度与向上蔓延时间，改变粒子系统发射器的速度范围，更新火和烟的粒子系统；当火焰高度从林冠基高至树高之间，更新每一帧的火焰高度，冠层中过火的枝干和器官的纹理通过动态颜色渲染更换局部树冠的纹理和颜色，从而动态表达树冠火垂直方向上的蔓延燃烧过程。
【文档编号】G06T17/00GK103942839SQ201410198172
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年5月13日 优先权日:2014年5月13日
【发明者】唐丽玉, 陈崇成, 毛行辉, 黄洪宇, 林定 申请人:福州大学