随着计算机软硬件的发展以及GPU技术的兴起,计算机图形学得到了快速发展。随着3D模拟的广泛应用,自然景物模拟也已经成为图形学领域的研究热点之一,如烟、河流、云雾等流体是具有挑战性的研究课题。作为水流体模拟的分支,海浪模拟对真实感和实时性也有较高的要求。海浪模拟技术应用广泛且在许多领域获得了重要的应用,如工程领域、科学领域、军事领域、虚拟现实以及商业娱乐等。计算精确而且大大降低了开发费用,确保工程安全,减少不必要的损失。因此建立海浪模型、实现海浪模拟对我们来说是非常有意义的。从真实感角度出发,海浪建模方法分为基于几何造型的建模、基于海浪谱模型的建模、基于流体力学的建模和基于动力模型的建模四种。光滑质点流体动力学作为粒子系统方法,比较适合浪花飞溅和卷浪等场景的模拟,但在大规模的海浪场景的模拟时由于粒子数太多,计算量太大,实时性较差。本文在研究光滑质点流体动力学的基础上,我们分析其特点和问题,并最终选取合适的纳维-斯托克斯方程。我们在Unity3D引擎的基础上实现海浪的模拟,并结合光照模型增强真实感,满足海浪模拟的实时性和真实感的要求。其中主要的研究内容如下:首先对SPH边界处理方法进行了改进,简化了计算过程,然后基于改进后的SPH方法进行海浪模拟,具体内容有粒子的初始化、搜索临近粒子、计算粒子密度、受力以及位置变化等。我们模拟粒子的运动,并最终实现海浪效果。其次对光照模型进行了改进,把Half Lambert模型与Blinn-Phong模型相结合。Half Lambert模型增强亮度,Blinn-Phong模型突出镜面高光的效果,从而增强了真实感。最后在Unity3D引擎上进行编程实现,具体内容有编写相应的脚本和Shader等,最终实现逻辑控制、渲染以及交互等功能。根据系统的需求分析,本文在Unity3D引擎上实现演示系统。该系统分为场景管理模块、逻辑处理模块、功能渲染模块以及交互模块四部分,本文在兼顾实时性和真实感的前提下,对系统中各个模块给出了具体的实现方案。