刘芮，张建伟，谭诗瀚

（四川大学视觉合成图形图像技术国防重点学科实验室，成都610065）

0 引言

自然环境复杂多变，对于自然环境的模拟一直是虚拟现实中实现的难点之一，在各自然环境的模拟中，云层的绘制最为困难，首先，云是由大气中的水汽、凝露等经过液化形成，在天空中随处可见，形成过程随机，模拟困难；其次，云是没有颜色的，由于云是由大量水滴组成，光照射进云层时会发生各种散射和吸收，最后汇成云的常见色：白色，而随着云层加厚，云层的透射率降低，所以穿出云层的光照减少，会呈现灰色；同时云本身也有各种种类，积雨云、层云、卷云等，云层种类不同所处大气层中的高度也不尽相同；最后，云在空中不是一层不变的，它会随着比如风的吹动而移动，也会随着时间早上至晚上的形状不一颜色不一，运动轨迹难以揣测。由上可知，云层的模拟是虚拟场景模拟的一大难点。

本文的目的是研究并实现一种实时呈现逼真的云技术，在实时的场景下，快速生成大量的云层，噪音是生成随机物体的一种方式，而云是大自然中随机生成的物质，可二者结合，在模拟过程中，使用噪音算法建立云的模型。同时为了模拟真实的光照，使用光线行进算法对模拟的噪音云层进行采样，累积颜色值，绘制在视线前，如此也可实现较为真实的穿云效果。

1 相关工作

根据以上分析，对于云的模拟有三个大点，一是云的建模，二是云的光照模式，三是云层的移动。……