【摘 要】
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海浪作为一种十分复杂的海洋环境自然现象,不同于静态自然景观,无论是从时间还是空间的角度,其展现出的形态都具有高度随机的动态效应,而如何建立高仿真性与实时性的海浪模型一直都是计算机虚拟现实领域中的一个热点课题,并且随着对海洋认知的不断加深,无论从军事、经济还是科研的角度,课题的重要程度越加地明显。当前对于海浪建模的理论方法主可以要分为基于物理模型的建模、基于几何模型的建模、基于海浪谱的建模以及基于粒
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海浪作为一种十分复杂的海洋环境自然现象,不同于静态自然景观,无论是从时间还是空间的角度,其展现出的形态都具有高度随机的动态效应,而如何建立高仿真性与实时性的海浪模型一直都是计算机虚拟现实领域中的一个热点课题,并且随着对海洋认知的不断加深,无论从军事、经济还是科研的角度,课题的重要程度越加地明显。当前对于海浪建模的理论方法主可以要分为基于物理模型的建模、基于几何模型的建模、基于海浪谱的建模以及基于粒子系统的建模等四种。其中采用基于粒子系统的建模方法所建立的海浪模型,最具有海浪的特征,真实感较强。然而,由于基于粒子的海浪建模方法,需要运用到大量的随机粒子进行模型的构建,对CPU的计算能力与GPU的渲染能力提出了很高的要求。针对这一问题,首先,结合细胞自动机的理论思想,对基于粒子系统的海浪模型加以修改优化;然后,在渲染管线的各个阶段,对渲染过程以及光照模型加以优化;最终,提出从理论构建到模型渲染的完整海浪模型;与此同时,从模型的构建效果、模型构建时占用系统内存、模型渲染时平均帧率以及单次构建模型所需的时间等角度进行实验分析。目的是验证提出的基于粒子系统的海浪模型使之可以保证高拟合度效果和优化性能;同时验证系统具有较强的稳定性,不会随着运行平台的变化或者粒子数目的增加,产生额外的运行损耗。
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