基于OSG的海洋環(huán)境建模與仿真技術研究.pdf

1、虛擬現實技術是一項新興的涉及到多種學科的信息技術,其具有多感知性、交互性、構想性等特征。虛擬現實作為一種以計算機為核心的綜合性信息技術,它涉及到多種學科和技術,例如計算機圖形學、人機交互、人工智能、傳感技術等。虛擬現實融合了各學科最新的發(fā)展成果,并廣泛地應用到社會生產生活中。
　　作為虛擬現實技術的一項實際應用,近些年來,海洋工程等相關領域的工作者越來越關注大規(guī)模海洋場景的繪制。在社會生產生活領域,比如個人電腦游戲設計、電影場景特

2、效制作、海洋工程應用等都利用海洋場景的繪制作為主要輔助技術;在軍事國防領域,海洋場景的仿真也已經成為各國海軍戰(zhàn)斗人員的必備技術,它可以提供戰(zhàn)術演練、基本科目訓練和軍力部署的海上仿真環(huán)境。中國海洋面積廣闊,近年來與周邊國家在海洋的爭端愈加激烈,從海洋能源開采到領土爭端,越來越突出海洋在國家建設中的作用,可見海洋資源的開發(fā)利用在國民經濟和國防安全中占有舉足輕重的地位,而利用虛擬現實方法實現海洋環(huán)境仿真,必將縮短海洋資源開發(fā)利用的周期,節(jié)約成

3、本。要實現逼真的海洋虛擬現實場景,涉及眾多的技術領域,如大規(guī)模海洋場景渲染,海面、海浪的實現和場景組織等。海洋場景虛擬現實技術的實現可以分為海洋場景建模與繪制兩個主要部分:首先要有良好的海洋場景建模算法,以保證所繪制海洋場景的真實性和實時性;而后再用簡潔的繪制方法實現海洋場景建模算法。
　　本文首先介紹了虛擬現實和海浪建模的發(fā)展現狀;然后在Visual Studio2005開發(fā)環(huán)境下構建了場景圖形開發(fā)庫Open Scence Gr

4、aph(OSG)的開發(fā)平臺;接著研究了海洋場景建模方法,對常用的海浪建模方法進行了討論和比較,重點在于提出了一種基于改進的Genster基礎單元波,利用快速傅立葉變換,結合海浪譜的海浪建模算法,通過推導結果可以看出,這種算法可以方便地利用現有的快速傅立葉變換算法庫,使建模方法更加快速、方便、有效;隨后為增強海洋場景的真實性,利用OpenScenceGraph圖形庫構建粒子系統(tǒng),實現海洋天氣場景中雨、雪等粒子效果;最后對本文的仿真效果進行