基于統(tǒng)計(jì)模型和GPU的實(shí)時(shí)海浪模擬研究.pdf

1、海浪模擬一直是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域中的一個(gè)研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。在很多的三維游戲、模擬訓(xùn)練和影視特效中，大規(guī)模、逼真的海浪場(chǎng)景成為不可或缺的重要內(nèi)容。海浪模擬涉及的范圍十分廣闊，并且海浪運(yùn)動(dòng)規(guī)律十分復(fù)雜，受到自然界中各種力的作用與影響，因而很難用合適的模型來(lái)描述。同時(shí)，海浪作為動(dòng)畫(huà)場(chǎng)景的背景，對(duì)其真實(shí)感和實(shí)時(shí)性也有較高的要求。所以研究海浪運(yùn)動(dòng)模型，實(shí)現(xiàn)海浪實(shí)時(shí)模擬有非常重要的意義。 海浪模擬的關(guān)鍵是模擬海浪的運(yùn)動(dòng)過(guò)程和對(duì)海浪的真實(shí)感繪制。

2、在一些交互性要求比較高的場(chǎng)景中，實(shí)時(shí)性也是一個(gè)重要指標(biāo)。本文以統(tǒng)計(jì)模型的海浪模擬為基礎(chǔ)，利用CUDA的并行計(jì)算和圖形硬件的可編程性，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)的海浪模擬。 本文的主要研究工作如下： 1.以快速傅立葉變換方法生成海浪表面的算法為基礎(chǔ)，利用NVIDIA公司的通用圖形處理器的高級(jí)編程工具CUDA，將FFT運(yùn)算從CPU移至GPU上執(zhí)行，提高了海浪高度場(chǎng)的生成速度。同時(shí)，還將并行計(jì)算運(yùn)用到了頻譜和頂點(diǎn)法向量的生成中，大大減少了GP