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(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)研究生熊元指導(dǎo)教師劉世光企業(yè)導(dǎo)師陸欣天津大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院二零一五年五月I摘要近些年，隨著GPU處理能力的加強(qiáng)，基于物理的真實(shí)感模擬成為計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的重要建模手段。但是，對(duì)于復(fù)雜性和實(shí)時(shí)性要求較高的應(yīng)用，比如對(duì)于水面

2、場(chǎng)景復(fù)雜度較高的游戲，當(dāng)今消費(fèi)級(jí)圖形卡處理純物理模型的計(jì)算不能達(dá)到實(shí)時(shí)性應(yīng)用要求，如何提高基于物理的模擬方法的計(jì)算效率成為瓶頸問(wèn)題。本文以復(fù)雜水面為對(duì)象，研究快速的復(fù)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(yùn)用FFT在柵格上模擬環(huán)境波動(dòng)，從而生成水面在開(kāi)放環(huán)境下運(yùn)動(dòng)，運(yùn)用水面移動(dòng)區(qū)域柵格，實(shí)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(xì)地介紹了該方法的快速GPU實(shí)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(dòng)?xùn)鸥竦倪吔绮▌?dòng)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(chǎng)景地形，效率最差的實(shí)現(xiàn)算法盲目地執(zhí)行一連串的耗時(shí)的線段多邊形相交測(cè)試，本文提出基于四叉樹(shù)的點(diǎn)掃掠算法檢測(cè)可能發(fā)生碰撞的Tile，由于碰撞檢測(cè)只包括很少的浮點(diǎn)比較，因此計(jì)算量較小。在低精確度的測(cè)試中，該方法對(duì)動(dòng)態(tài)碰撞檢查有較好的效果。本文還設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)了一種水