卷浪模型建模研究
虚拟现实技术是近年来新兴的一项综合性信息技术，它融合多种信息技术的最新发展成果，为人们创建和体验虚拟世界提供了强有力的支持，并广泛应用到了社会的各个领域。同时近年来，数字海洋技术不断发展，为人们认识海洋、了解海洋提供了一种直观、便利的手段。有专家认为，数字海洋技术的发展至少在海洋权益维护，海洋环境管理和海洋资源管理很重要的应用<'[1]>。将虚拟现实的最新发展成果应用于数字海洋将更好的提高人们对海洋的认识和开发、管理水平。虚拟海洋场景中，海浪建模是一个非常重要的方面，通常的虚拟场景要求海浪渲染速度快，而且要具有相当的准确性。然而传统的卷浪建模方法或者过于追求模型的精确性，使用极其复杂的建模方法，造成计算时间过长而无法实时渲染；或者为了追求速度，将模型作了大量简化以致于不能生成逼真的卷浪场景。本文提出了一种卷浪建模方法并生成了一个卷浪场景，兼顾了渲染效率和真实性的需要，力求在不损失真实性的条件下提高渲染速度，较好的解决了这个问题。
以Fournier模型为基础加以适当的改进，可以产生适合卷浪要求的模型。 Fournier模型是一个早期的海面渲染模型，具有计算简单的特点，能很好的渲染深海的波浪，但该模型对浅海波浪的建模过于简单，不能表现卷浪过程，无法直接用于浅海真实性海浪建模。本文对Foumier模型进行改进，通过重算特定范围的波浪来生成卷浪，较好的兼顾了效率和真实性的需求。改进模型中，使用Bezier曲线重算卷浪部分，并将卷浪的发展分为三个阶段，分别是卷起、前涌和回退，用不同参数的Bezier曲线表现卷浪的不同阶段。通过确定波形的控制点来生成Bezier曲线，改变这些控制点，使之随时间进行变化，从而达到视觉上波浪连续变化的效果。同时，使用粒子系统来表现碎浪，较好的渲染了泡沫效果。
本方法较好的解决了海浪从深海到浅海的连续变化发展过程，同时给出了使用改进方法得到的卷浪效果模型，能够较好的表现卷浪场景。具有一定的科研和实用价值。
卷浪建模;虚拟海洋;粒子系统;虚拟现实;数字海洋
中国海洋大学
硕士
计算机应用技术
秦勃
2006
中文
TP391.9
48
2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）