虛擬海洋環(huán)境生成及場景特效研究.pdf

1、海洋環(huán)境仿真在科學研究及工程應(yīng)用領(lǐng)域具有重要的意義，如何開發(fā)真實感與實時性兼顧的虛擬海洋環(huán)境并使其為更多的仿真實體共享，加強其重用性與互操作性已成為人們研究的熱點。本論文針對上述需求對在HLA中的虛擬海洋環(huán)境的開發(fā)及相關(guān)場景的特效生成進行了研究，為分布式仿真系統(tǒng)提供了一個具有良好的可重用性和互操作性的可視化平臺。 在分析波浪譜的理論基礎(chǔ)上給出了基于Longuet-Higgins和基于FFT變換兩種海浪建模方法，并對其進行仿真，分

2、別在畫面真實感和渲染速度方面進行了比較，仿真結(jié)果表明，采用FFT變換的建模方法能夠具有較快的計算速度，且能很好的表現(xiàn)各種海況下的波浪形態(tài)。 在FFT變換建模的基礎(chǔ)上對海面進行了光照及紋理的處理。針對效果渲染計算量大，影響實時性的特點，采用了Cg技術(shù)對CPU進行編程，從而使一部分效果計算在GPU中進行，分擔了CPU的負擔，在改善畫面真實感的同時保證了仿真系統(tǒng)的實時性。 為了使海洋場景更加逼真完整，采用天空球模型代替?zhèn)鹘y(tǒng)的天

3、空盒模型對?？窄h(huán)境進行了改善，同時運用粒子系統(tǒng)制作了航跡流效果，并模擬了雨、雪、霧、夜晚等各種天氣環(huán)境。為了使虛擬場景具有更快的刷新率，在算法方面采取了利用FFT變換的特點、自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)、視點相關(guān)技術(shù)及使用鏈表處理粒子系統(tǒng)四個措施來減少計算量，從而提高了仿真的實時性。 根據(jù)實際的仿真需求，將此海洋環(huán)境應(yīng)用于某HLA分布式船舶運動仿真系統(tǒng)中，它有多個聯(lián)邦相互交互，虛擬海洋環(huán)境作為聯(lián)邦中的一員，能夠接收其它聯(lián)邦發(fā)送的海情、天氣、船