虛擬海洋場景建模技術(shù)研究.pdf

1、隨著模擬自然現(xiàn)象的交互式仿真技術(shù)研究不斷發(fā)展，關(guān)于海浪的可視化模擬也日益受到人們的關(guān)注。與模擬其它自然現(xiàn)象相比，海浪運動的模擬具有顯著的可控性、安全性和經(jīng)濟性的優(yōu)點，但其在時間與空間上的隨機性、復(fù)雜性特點，也在很大程度上加劇了海浪模擬的難度。海洋環(huán)境仿真在科學(xué)研究及工程應(yīng)用領(lǐng)域具有重要的意義，如何開發(fā)真實感與實時性兼顧的虛擬海洋環(huán)境己成為人們研究的熱點。本論文針對上述需求對虛擬海洋環(huán)境的開發(fā)及相關(guān)場景的生成進行了研究。
　　對于海

2、面繪制會出現(xiàn)的遲滯現(xiàn)象，本文采取LOD技術(shù)解決這一問題，通過LOD技術(shù)降低海面網(wǎng)格的復(fù)雜度，采用不同分辨率進行建模，提高建模速度。實驗結(jié)果證明LOD技術(shù)可以有效地提高提高畫面繪制的幀速。
　　在分析波浪譜的理論基礎(chǔ)上給出了基于FFT變換海浪建模方法，并對其進行仿真，分別在畫面真實感和渲染速度方面進行了比較，仿真結(jié)果表明，采用FFT變換的建模方法能夠具有較快的計算速度，且能很好的表現(xiàn)各種海況下的波浪形態(tài)。設(shè)定一些合理的仿真條件，并根

3、據(jù)建立的模型和推導(dǎo)出的關(guān)系式，采用Matlab軟件對海浪進行了仿真，并對仿真結(jié)果進行了分析。
　　在FFT變換建模的基礎(chǔ)上對海面進行了光照及紋理的處理。針對效果渲染計算量大，影響實時性的特點，采用了Cg技術(shù)對 GPU進行編程，從而使一部分效果計算在GPU中進行，分擔(dān)了CPU的負擔(dān)，在改善畫面真實感的同時保證了仿真系統(tǒng)的實時性。為了使海洋場景更加逼真完整，采用天空球模型代替?zhèn)鹘y(tǒng)的天空盒模型對海空環(huán)境進行了改善。
　　通過虛擬現(xiàn)