题目：高真实感气象要素的仿真

虚拟现实是利用计算机平台实现的真实世界的可视化仿真。飞行模拟训练是利用虚拟现实技术复现飞行器及其所处环境同时对飞行器进行操纵的模拟过程。本文以虚拟现实中的云以及其他气象要素作为研究对象，对云的实时模拟过程中的几个关键技术进行了分析和研究，并结合软件实现了云仿真模块及相应的云的模拟效果。

本文从云的外观、云的动态特性、云的光照效果以及云的实时阴影生成等方面对云的模拟过程进行了分析和研究。文中首先介绍了仿真实现的工作环境，从硬件和软件两个方面介绍了相应的计算机图形学知识和技术，并以此为支持对接下来的云模拟过程进行研究和分析。

云的外观和云的动态特性模拟均基于云的建模方法，综合比较了常用的几种常用的云建模方法，同时考虑飞行模拟器视景仿真系统的应用需求，最终选择了合适的云建模方法。

云的光照效果模拟建立了相应的光照模型来进行云的光照计算。影响云的光照效果的因素十分众多，首先分析了云的光照效果的物理成因。其次参考多种光照算法，确定本文所使用的光照模型。最后，利用光照模型计算模拟最终的光照效果。

云的实时阴影生成模拟是一个复杂的探索和创新过程。并不存在通用的云阴影模拟方法。本文结合阴影图算法和细胞自动机云模拟方法，提出了一种在地面实时模拟出云阴影的方法；并能根据云的密度计算出不同明暗程度的阴影光照效果。同时对由阴影图算法本身产生的走样问题作了相应处理。

最后，根据理论分析进行了软件仿真实现，利用C++、Ogre编程以及其他辅助的软件工具仿真了云的各种效果，实现云的仿真。