基于OSG的海洋環(huán)境建模與仿真技術(shù)研究.pdf

1、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一項(xiàng)新興的涉及到多種學(xué)科的信息技術(shù),其具有多感知性、交互性、構(gòu)想性等特征。虛擬現(xiàn)實(shí)作為一種以計(jì)算機(jī)為核心的綜合性信息技術(shù),它涉及到多種學(xué)科和技術(shù),例如計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)交互、人工智能、傳感技術(shù)等。虛擬現(xiàn)實(shí)融合了各學(xué)科最新的發(fā)展成果,并廣泛地應(yīng)用到社會生產(chǎn)生活中。
　　作為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的一項(xiàng)實(shí)際應(yīng)用,近些年來,海洋工程等相關(guān)領(lǐng)域的工作者越來越關(guān)注大規(guī)模海洋場景的繪制。在社會生產(chǎn)生活領(lǐng)域,比如個人電腦游戲設(shè)計(jì)、電影場景特

2、效制作、海洋工程應(yīng)用等都利用海洋場景的繪制作為主要輔助技術(shù);在軍事國防領(lǐng)域,海洋場景的仿真也已經(jīng)成為各國海軍戰(zhàn)斗人員的必備技術(shù),它可以提供戰(zhàn)術(shù)演練、基本科目訓(xùn)練和軍力部署的海上仿真環(huán)境。中國海洋面積廣闊,近年來與周邊國家在海洋的爭端愈加激烈,從海洋能源開采到領(lǐng)土爭端,越來越突出海洋在國家建設(shè)中的作用,可見海洋資源的開發(fā)利用在國民經(jīng)濟(jì)和國防安全中占有舉足輕重的地位,而利用虛擬現(xiàn)實(shí)方法實(shí)現(xiàn)海洋環(huán)境仿真,必將縮短海洋資源開發(fā)利用的周期,節(jié)約成

3、本。要實(shí)現(xiàn)逼真的海洋虛擬現(xiàn)實(shí)場景,涉及眾多的技術(shù)領(lǐng)域,如大規(guī)模海洋場景渲染,海面、海浪的實(shí)現(xiàn)和場景組織等。海洋場景虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)可以分為海洋場景建模與繪制兩個主要部分:首先要有良好的海洋場景建模算法,以保證所繪制海洋場景的真實(shí)性和實(shí)時性;而后再用簡潔的繪制方法實(shí)現(xiàn)海洋場景建模算法。
　　本文首先介紹了虛擬現(xiàn)實(shí)和海浪建模的發(fā)展現(xiàn)狀;然后在Visual Studio2005開發(fā)環(huán)境下構(gòu)建了場景圖形開發(fā)庫Open Scence Gr

4、aph(OSG)的開發(fā)平臺;接著研究了海洋場景建模方法,對常用的海浪建模方法進(jìn)行了討論和比較,重點(diǎn)在于提出了一種基于改進(jìn)的Genster基礎(chǔ)單元波,利用快速傅立葉變換,結(jié)合海浪譜的海浪建模算法,通過推導(dǎo)結(jié)果可以看出,這種算法可以方便地利用現(xiàn)有的快速傅立葉變換算法庫,使建模方法更加快速、方便、有效;隨后為增強(qiáng)海洋場景的真實(shí)性,利用OpenScenceGraph圖形庫構(gòu)建粒子系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)海洋天氣場景中雨、雪等粒子效果;最后對本文的仿真效果進(jìn)行