受限于人力和飞机的成本、航行风险等因素,视景仿真模拟技术在军事飞行模拟训练领域迅速得到了广泛的应用。飞行模拟机是一种极为方便的训练设备,海洋作为仿真视景的重要组成部分,具有不可忽视的作用,更真实的海洋渲染可以为飞行员带来更高的沉浸与体验感。在飞行模拟机视景中,需要模拟真实度较高的海洋的同时保持帧率稳定,并在不同的机场有不同的地域范围去渲染海洋,因此还需要适配地形。因为种种原因的限制,我国飞行模拟机视景系统中海洋的真实感一直未得到较大的提升,更多使用纹理贴图添加法线扰动的方法,与真实世界中的海洋相差较大,海洋的通透性较差,且只有深海而无近岸效果,陆海边界僵硬,近海处无泡沫效果,边界渲染真实感还有待提高。针对这些问题,本文研究分析并已将研究结果应用于飞行模拟机视景的海洋渲染中,具体工作与贡献如下:1.针对提升海洋通透性的问题,本文分析了现有的次表面散射算法及改进算法,最终结合飞行模拟机的实际地形参数,将海水表面颜色的计算分为传统环境光照与半透明材质的计算,最终得到混合颜色。对于海洋所处的光照环境,包括海洋上空中的动态物体阴影及岸边植物的反射等均进行了简化,采用飞行模拟视景中天空的光照作为主要光照,再根据快速次表面散射的近似算法,降低了原次表面散射方程的计算复杂度。2.针对飞行视景中陆海边界曲线僵硬的问题,本文提出了通过标记近岸地形纹理g通道的值模拟视点到水深相差距离的深度图,获取其差值来匹配不同颜色的纹理图,实现了深海到近岸颜色的深浅变化,并以时间变量换算海浪频率,模拟出了近岸浪花向岸边冲刷的效果,简化了传统近岸数值模型或SPH模拟近岸海浪波生流的计算复杂度,再通过结合飞行模拟实际的地形,实现了近岸的渲染并柔和了陆海边界曲线。3.针对近岸处泡沫不够真实的问题,通过划分地形位置和限定水面的高度阈值绘制近岸泡沫,并对其近岸网格处的细节进行了优化,即交界处的细节层次更加丰富,使近岸泡沫更加逼真。同时,对于需要渲染海洋的机场,如珠海、香港机场,在对应的地形纹理中作出通道标注,在地形shader中识别该标注,然后将海洋纹理仅在标记处渲染,不仅减少了无用的渲染,同时也解决了河流匹配的问题。在飞行渲染引擎的算法实验中,验证了本文改进快速次表面散射近似算法、近岸渲染和地形匹配的有效性。在视景中提升了海洋的通透感,使原本僵硬的陆地和海洋的边界曲线更加柔和,通过帧率对比,验证了该算法的高效性。