移動終端交互式動態(tài)水面建模研究.pdf

1、自然場景的模擬是計算機圖形學(xué)中的非常重要的一個領(lǐng)域，而其中對于真實感水面場景的模擬是很多研究者研究的一個熱點和難點問題。水面作為自然場景中最為常見的一種場景，經(jīng)常出現(xiàn)在影視劇、場景漫游和網(wǎng)絡(luò)游戲等很多需要大量虛擬的水面場景的領(lǐng)域中，真實感的水面的模擬不但能豐富場景內(nèi)容，而且可以給人帶來強烈的真實感，使得整個場景更加的逼真。交互式水面場景的模擬不僅要考慮復(fù)雜的水波運動和復(fù)雜的光影效果等方面，還要考慮用戶與場景之間的交互體驗，使得用戶對場景

2、有一種沉浸感。因此對于交互式真實感水面的模擬有著廣泛的應(yīng)用價值和研究價值。
　　通常情況下，三維建模技術(shù)都依賴于平臺或者需要輔助插件，近年來出現(xiàn)的WebGL技術(shù)結(jié)合了Html5和OpenGL ES2.0這兩項技術(shù)，能夠在瀏覽器上進行場景的渲染和展示，不依賴平臺和相關(guān)的插件，并且能夠為用戶提供很好的交互體驗可能。隨著越來越多的移動端瀏覽器支持WebGL技術(shù)，在移動終端實現(xiàn)交互式的真實感水面場景的模擬成為了可能。
　　在研究目前

3、常見的真實感水面模擬方法的基礎(chǔ)上，本文提出一種基于WebGL技術(shù)適用于移動終端的交互式真實感水面模擬方法，該方法能夠在移動終端的瀏覽器上實時地繪制水面場景，具有較好的真實感效果，并且能夠滿足用戶與場景之間的交互體驗。
　　論文的主要內(nèi)容包括:(1)在研究基于鄰域傳播的水面建模方法基礎(chǔ)上，簡化水面的構(gòu)造模型，用由均勻分布且相互作用的離散質(zhì)點組成的矩形平面表示水面，其中的質(zhì)點帶有高度和速度屬性;波形近似地用正弦函數(shù)表達，利用細胞自動機

4、模型，推導(dǎo)出水波的演化規(guī)則;以此為基礎(chǔ)模擬了兩種水面波形:雨滴波和撞擊波，以及對水波的溢出現(xiàn)象做檢測并進行處理。(2)在研究水面真實感模擬的基礎(chǔ)上，通過場景的裁剪獲得反射與折射紋理貼圖，運用紋理映射技術(shù)，校正考慮菲涅爾效應(yīng)以及水深對物體表面亮度影響，來模擬水面的反射和折射效果;運用動態(tài)紋理技術(shù)來模擬水面的Caustics效果。(3)對移動終端的場景交互進行研究，設(shè)計并實現(xiàn)了三維場景中場景的交互操作，如場景的旋轉(zhuǎn)、物體的拖動和用戶通過參數(shù)