三維海洋場(chǎng)景仿真.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)軟硬件的發(fā)展，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)在各行各業(yè)中占據(jù)越來(lái)越重要的地位。三維場(chǎng)景仿真以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)在影視動(dòng)畫、虛擬現(xiàn)實(shí)、游戲、建筑、自然景物仿真、數(shù)字地球等各個(gè)方面正發(fā)揮著巨大的作用。其中，數(shù)字地球由于其特殊意義在軍事領(lǐng)域取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。
　　本文主要在工程基礎(chǔ)上基于數(shù)字地球在全球范圍內(nèi)對(duì)大規(guī)模海面場(chǎng)景的繪制進(jìn)行深入研究并應(yīng)用。在兼顧三維海洋真實(shí)感的同時(shí)，滿足系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性的要求，成功地進(jìn)行了三維海洋場(chǎng)景仿真。
　　本文從國(guó)內(nèi)

2、外研究現(xiàn)狀出發(fā)，對(duì)海面高度場(chǎng)建模算法和各種光學(xué)效果進(jìn)行深入研究，并在基于全球高程數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，對(duì)海岸線劃分和海陸網(wǎng)格區(qū)分，采用GPU技術(shù)對(duì)三維海洋進(jìn)行實(shí)時(shí)渲染。
　　在海面建模方面，采用現(xiàn)有系統(tǒng)的金字塔瓦塊網(wǎng)格建模方法，基于全球高程數(shù)據(jù)，對(duì)地形網(wǎng)格進(jìn)行重新構(gòu)建，并在同一場(chǎng)景管理器下，在一定精度基礎(chǔ)上生成地形網(wǎng)格和海洋網(wǎng)格，便于管理。
　　在海面高度場(chǎng)生成方面，深入研究和對(duì)比各種高度場(chǎng)生成算法，運(yùn)用海洋統(tǒng)計(jì)學(xué)公式模擬出復(fù)雜的動(dòng)態(tài)

3、海面高度場(chǎng)。并將原有算法從CPU計(jì)算改為在GPU計(jì)算，減輕CPU負(fù)擔(dān)，提高系統(tǒng)效率。同時(shí)，針對(duì)數(shù)字地球球面的特點(diǎn)對(duì)原算法進(jìn)行改進(jìn)，解決了其在球面生成高度場(chǎng)時(shí)頂點(diǎn)振動(dòng)方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)的問(wèn)題。
　　在光學(xué)建模方面，本文通過(guò)基于像素渲染器進(jìn)行光學(xué)模型計(jì)算，解決了頂點(diǎn)渲染器中進(jìn)行計(jì)算時(shí)渲染效果在不同分辨率不能平滑過(guò)度的問(wèn)題。同時(shí)，提出了將多種光學(xué)效果進(jìn)行綜合的公式，大大提高了海面光學(xué)效果的真實(shí)感。
　　最后，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析，并對(duì)實(shí)