基于Unity3D引擎和SPH方程的海浪模擬.pdf

1、隨著計算機軟硬件的發(fā)展以及GPU技術(shù)的興起，計算機圖形學得到了快速發(fā)展。隨著3D模擬的廣泛應(yīng)用，自然景物模擬也已經(jīng)成為圖形學領(lǐng)域的研究熱點之一，如煙、河流、云霧等流體是具有挑戰(zhàn)性的研究課題。作為水流體模擬的分支，海浪模擬對真實感和實時性也有較高的要求。海浪模擬技術(shù)應(yīng)用廣泛且在許多領(lǐng)域獲得了重要的應(yīng)用，如工程領(lǐng)域、科學領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域、虛擬現(xiàn)實以及商業(yè)娛樂等。計算精確而且大大降低了開發(fā)費用，確保工程安全，減少不必要的損失。因此建立海浪模型、

2、實現(xiàn)海浪模擬對我們來說是非常有意義的。
　　從真實感角度出發(fā)，海浪建模方法分為基于幾何造型的建模、基于海浪譜模型的建模、基于流體力學的建模和基于動力模型的建模四種。光滑質(zhì)點流體動力學作為粒子系統(tǒng)方法，比較適合浪花飛濺和卷浪等場景的模擬，但在大規(guī)模的海浪場景的模擬時由于粒子數(shù)太多，計算量太大，實時性較差。本文在研究光滑質(zhì)點流體動力學的基礎(chǔ)上，我們分析其特點和問題，并最終選取合適的納維-斯托克斯方程。我們在 Unity3D引擎的基礎(chǔ)上

3、實現(xiàn)海浪的模擬，并結(jié)合光照模型增強真實感，滿足海浪模擬的實時性和真實感的要求。其中主要的研究內(nèi)容如下：
　　首先對SPH邊界處理方法進行了改進，簡化了計算過程，然后基于改進后的SPH方法進行海浪模擬，具體內(nèi)容有粒子的初始化、搜索臨近粒子、計算粒子密度、受力以及位置變化等。我們模擬粒子的運動，并最終實現(xiàn)海浪效果。其次對光照模型進行了改進，把 Half Lambert模型與Blinn-Phong模型相結(jié)合。Half Lambert模型