基于集群的大規(guī)模水體細節(jié)模擬.pdf

1、ADissertationSubmittedtoZhejiangUniversityfortheDegreeofMasterofEngineering1—1一⑧TITLE：S重坐墜曼叢童Q墜Q￡L叢g叟旦Q亟童星墨Qf蚴ferwithRichDetailsOnClusterAuthor：Supervisor：Subject：College：SubmittedDate：March2015浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要流體模擬尤其是水場景的模擬在

2、三維游戲開發(fā)、影視特效、虛擬現(xiàn)實、災(zāi)難營救等許多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。水體模擬是流體模擬的一個重要分支，在目前的水場景模擬中，對于大規(guī)模的水體如河流、湖泊、大海的模擬存在著計算效率普遍較低及浪花、泡沫細節(jié)不夠豐富等問題。大規(guī)模的水面場景，其通常滿足水平尺度遠遠大于垂直尺度的條件，通過求解淺水方程能夠顯著的減少計算量，但是無法模擬垂直尺度的現(xiàn)象如破碎波、瀑布等常見現(xiàn)象，已有一些研究者通過采用網(wǎng)格和粒子的混合模擬方法，將高度場無法表示的水體轉(zhuǎn)

3、化為粒子來表示，但是存在粒子和水體的相互轉(zhuǎn)化不夠魯棒以及轉(zhuǎn)化成的粒子無法逼真的模擬浪花等問題。本文基于網(wǎng)格和粒子的混合模擬算法，通過改進水體轉(zhuǎn)化為粒子的規(guī)則并加入適當(dāng)?shù)南薅l件來增強粒子和水體相互轉(zhuǎn)化的魯棒性同時優(yōu)化產(chǎn)生粒子的算法，使得產(chǎn)生的粒子位置和數(shù)量都較為理想，能夠逼真地模擬水面細節(jié)。為了進一步滿足實際應(yīng)用中對大規(guī)模或者高分辨率水體模擬的需求，本文引入了基于集群的并行計算框架，實現(xiàn)了剛體對流體的作用，并且將粒子系統(tǒng)擴展到集群平臺，