Simulace orografické oblačnosti

Abstract

Realistická simulace mraků je žhavým tématem výzkumu v oboru počítačové grafiky. V této práci představíme možný způsob modelování orografických mraků za pomoci SkewT/LogP diagramů, jež navrhl Rui Pedro Duarte ve své disertační práci. Simulaci mraků jsme rozšířili o známou Lattice Boltzmannovu metodu pro simulaci větru a jeho vlivu na mraky v hornatých prostředích. Obě metody paralelizujeme na GPU za použití CUDA technologie od společnosti NVIDIA. Na závěr představíme jednoduché rozšíření Simon Greenovy metody pro vykreslování volumetrických dat, které používá fázovou funkci pro realističtější zobrazení mraků. Simulátor demonstrujeme v aplikaci, jejíž použití je jednoduché a nabízí velké množství nástrojů pro tvorbu kýžených výsledků.

Realistic cloud simulation is a hot topic in computer graphics research. In this thesis we present a possible approach of modeling orographic clouds using SkewT/LogP diagrams as proposed by Rui Pedro Duarte. We extend this simulation with well-known Lattice Boltzmann method to simulate wind and its effects on clouds in mountainous environments. We parallelize both methods on the GPU using CUDA technology by NVIDIA. Lastly, we propose a simple extension of volumetric rendering method by Simon Green that uses phase functions to enhance graphical fidelity of our cloud images. We present this simulator in a simple to use application that gives its users a wide variety of tools to create desired results.