三維隨機(jī)海浪運(yùn)動(dòng)的交互式視景仿真技術(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(yùn)動(dòng)的模擬具有顯著的可控性、安全性和經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)點(diǎn)，但其在時(shí)間與空間上的隨機(jī)性、復(fù)雜性特點(diǎn)，也在很大程度上加劇了海浪模擬的難度。本文通過研究當(dāng)前三維隨機(jī)海浪運(yùn)動(dòng)的相關(guān)仿真技術(shù)，對基于構(gòu)造法的海浪模型建立與模型渲染技術(shù)進(jìn)行了一定的改進(jìn)工作。
　　 首先，本文通過研究當(dāng)前國內(nèi)外海浪建模方面的相關(guān)算法，采用基于構(gòu)造的方法建

2、立起三維海浪運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)海浪模型，即對三維Gerstner改進(jìn)模型進(jìn)行離散化處理，以確定海面網(wǎng)格坐標(biāo)，并利用經(jīng)典的P－M海浪譜與方向譜經(jīng)驗(yàn)公式提取相關(guān)參數(shù)，從而對海浪運(yùn)動(dòng)進(jìn)行模擬；其次，本文建立起一種基于視點(diǎn)劃分的自適應(yīng)網(wǎng)格模型，即僅對視口內(nèi)區(qū)域進(jìn)行預(yù)剪裁，其余區(qū)域則自動(dòng)進(jìn)行平滑過渡，海面網(wǎng)格隨著視點(diǎn)的移動(dòng)而實(shí)時(shí)、連續(xù)擴(kuò)展，這不僅能避免對無窮海域進(jìn)行剪裁而造成的存儲(chǔ)空間浪費(fèi)，同時(shí)也防止了視覺跳變現(xiàn)象的發(fā)生，很好地滿足了海面場景的漫游需求；

3、同時(shí)，本文通過參閱相關(guān)文獻(xiàn)，根據(jù)海況與海浪等級(jí)的一般劃分原則，提出了新的劃分不同海浪運(yùn)動(dòng)情況的方法，將其作為仿真系統(tǒng)的開發(fā)依據(jù)，以及用戶的操作標(biāo)準(zhǔn)。
　　 此外，本文還結(jié)合DirectX中專門負(fù)責(zé)圖形開發(fā)的Direct3D圖形渲染引擎，從網(wǎng)格模型的建立與優(yōu)化，反射效果與光照效果處理三個(gè)主要方面詳細(xì)闡述了三維隨機(jī)海浪運(yùn)動(dòng)的仿真方法；并利用Windows窗體程序與消息截獲機(jī)制設(shè)計(jì)出視景仿真系統(tǒng)的圖形用戶界面；最終，在Visual S