考慮交互作用的大規(guī)模水面的快速模擬技術(shù)研究.pdf

1、考慮交互作用的大規(guī)?？紤]交互作用的大規(guī)模水面的快速的快速模擬技術(shù)模擬技術(shù)研究研究FastSimulationofLargeScaleWaterSurfaceInteractingwithObjects領(lǐng)域計算機應(yīng)用技術(shù)研究生熊元指導教師劉世光企業(yè)導師陸欣天津大學計算機科學與技術(shù)學院二零一五年五月I摘要近些年，隨著GPU處理能力的加強，基于物理的真實感模擬成為計算機圖形學的重要建模手段。但是，對于復雜性和實時性要求較高的應(yīng)用，比如對于水面

2、場景復雜度較高的游戲，當今消費級圖形卡處理純物理模型的計算不能達到實時性應(yīng)用要求，如何提高基于物理的模擬方法的計算效率成為瓶頸問題。本文以復雜水面為對象，研究快速的復雜水面交互模擬方法。本文提出了一種新穎的投影球面網(wǎng)格方法，運用FFT在柵格上模擬環(huán)境波動，從而生成水面在開放環(huán)境下運動，運用水面移動區(qū)域柵格，實現(xiàn)大規(guī)模水面與剛體的雙向交互效果的模擬繪制。本文詳細地介紹了該方法的快速GPU實現(xiàn)，可以很好呈現(xiàn)像波浪圍繞船只效果，應(yīng)用PML方法

3、保證了移動柵格的邊界波動的持續(xù)穩(wěn)定。此外，本文提出一種新的水面與剛體交互作用的模擬方法。許多三維引擎使用的都是基于網(wǎng)格的場景地形，效率最差的實現(xiàn)算法盲目地執(zhí)行一連串的耗時的線段多邊形相交測試，本文提出基于四叉樹的點掃掠算法檢測可能發(fā)生碰撞的Tile，由于碰撞檢測只包括很少的浮點比較，因此計算量較小。在低精確度的測試中，該方法對動態(tài)碰撞檢查有較好的效果。本文還設(shè)計了一種結(jié)合淺水方程的水面扭曲繪制方法，最后結(jié)合波的岸邊衰減反射，實現(xiàn)了一種水