一种基于二维图像的楼房倒塌模拟方法

摘要

本发明提供了一种基于二维图像的楼房倒塌模拟方法，它包括以下步骤：（1）选取一张带有完整楼房的二维图像，将楼房从所述二维图像中抠取出来，之后用空洞填补算法将背景补全；（2）对于抠取出来的楼房，将它划分成N*M的网格，在这个网格基础上，将楼房按照网格线划分成多个楼房块；（3）通过在楼房网格的不同位置施加不同大小的力，使楼房网格发生不同方式的破裂以模拟不同方式的倒塌过程，所述楼房块根据所述网格的破裂生成更小的楼房块，然后将所有楼房块加入到粒子系统中进行管理，用轴向包围盒AABB加速其碰撞检测；运用粒子系统来模拟烟雾。本发明是一种高效并且相对直接的方法，输入一张带有楼房的图片，即可实时生成整个楼房倒塌的视频。

主权项

一种基于二维图像的楼房倒塌模拟方法，其特征在于它包括以下步骤：（1）图像预处理：选取一张带有完整楼房的二维图像，将楼房从所述二维图像中抠取出来，之后用空洞填补算法将背景补全；（2）楼房网格生成：对于抠取出来的楼房，将它划分成N*M的网格，在这个网格基础上，将楼房按照网格线划分成多个楼房块，所述N和M为大于1的自然数；对于划分出来的每每相邻楼房块之间添加一个锁值，锁值初始化为第一锁值，表示所述每每相邻楼房块在粒子系统中的运动相同，即作为一个整体进行考虑；当楼房网格发生破裂，一个楼房块与其它楼房块发生碰撞后，这个楼房块分解成更小的楼房块，将这个楼房块和与其碰撞的其它楼房块之间的锁值设为第二锁值，之后这些发生碰撞的楼房块将按照各自的运动方式进行运动；每个楼房块的质量由每个楼房块所包含的粒子数来表示；（3）倒塌过程模拟及烟雾模拟：通过在楼房网格的不同位置施加不同大小的力，使楼房网格发生不同方式的破裂以模拟不同方式的倒塌过程，所述楼房块根据所述网格的破裂生成更小的楼房块，然后将所有楼房块加入到粒子系统中进行管理，用轴向包围盒AABB加速其碰撞检测，使楼房块之间的运动更加真实，所述粒子以网格格子为单位； 对于每个楼房块添加一个轴向包围盒AABB，并将层次包围盒建成一个树状结构，每个分支节点都是其子节点包围盒子的并;当要检测一个楼房块是否和另一个楼房块发生碰撞时，遍历层次包围盒树，如果与一个分支节点没有交集，那么和其所有的子节点同样也不会有交集，就可以迅速排除那些没有碰撞的楼房块，从而保证楼房倒塌的实时模拟；运用粒子系统来模拟烟雾，并使烟雾的产生、扩散、消散与楼房倒塌过程相适应；（4）保存、生成楼房倒塌的视频。