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(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。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(shí)感與實(shí)時(shí)性兼顧的虛擬海洋環(huán)境己成為人們研究的熱點(diǎn)。本論文針對(duì)上述需求對(duì)虛擬海洋環(huán)境的開發(fā)及相關(guān)場景的生成進(jìn)行了研究。
　　對(duì)于海

2、面繪制會(huì)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(jìn)行建模，提高建模速度。實(shí)驗(yàn)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(duì)其進(jìn)行仿真，分別在畫面真實(shí)感和渲染速度方面進(jìn)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(jì)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(duì)海浪進(jìn)行了仿真，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了分析。
　　在FFT變換建模的基礎(chǔ)上對(duì)海面進(jìn)行了光照及紋理的處理。針對(duì)效果渲染計(jì)算量大，影響實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)，采用了Cg技術(shù)對(duì) GPU進(jìn)行編程，從而使一部分效果計(jì)算在GPU中進(jìn)行，分擔(dān)了CPU的負(fù)擔(dān)，在改善畫面真實(shí)感的同時(shí)保證了仿真系統(tǒng)的實(shí)時(shí)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(duì)?？窄h(huán)境進(jìn)行了改善。
　　通過虛擬現(xiàn)