太湖水場景的模擬技術(shù)研究.pdf

1、水場景的仿真廣泛應(yīng)用于電腦游戲、影視特效、科學(xué)計(jì)算可視化以及軍事模擬和訓(xùn)練等領(lǐng)域，是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的一個(gè)熱點(diǎn)問題。本文是蘇州某管理部門開發(fā)的“虛擬太湖流域”項(xiàng)目中的一個(gè)子課題，主要內(nèi)容是在PC平臺(tái)上實(shí)時(shí)模擬太湖水場景，包括水面渲染、水下光學(xué)效應(yīng)模擬以及水草動(dòng)態(tài)效果的模擬。
　　為了使水面自然地與風(fēng)速交互，將統(tǒng)計(jì)波模型引入湖面渲染。統(tǒng)計(jì)波模型通過逆向快速傅里葉變換IFFT將頻域位移變換到空域來偏移水面網(wǎng)格點(diǎn)。為了提高渲染效率，提出了基

2、于紋理的方法在GPU上實(shí)現(xiàn)FFT，同時(shí)采用四叉樹分塊的方法來優(yōu)化水面網(wǎng)格。
　　對(duì)于水下光學(xué)效應(yīng)，提出了高效渲染水下刻蝕和光束的方法。將刻蝕圖技術(shù)引入水下光照的渲染，結(jié)合FFT水面的周期性對(duì)刻蝕圖進(jìn)行改進(jìn)，通過投影紋理技術(shù)渲染水下刻蝕，基于光照體或光線行進(jìn)的方法模擬水下光束。光束和刻蝕的渲染全部在GPU中執(zhí)行，在保證真實(shí)感的同時(shí)又提高了渲染效率。
　　針對(duì)目前水生植物動(dòng)態(tài)效果研究比較少的情況，提出了基于粒子系統(tǒng)和剛體轉(zhuǎn)動(dòng)理論