海浪建模與繪制的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、虛擬現(xiàn)實場景的仿真是虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域的基礎(chǔ)工作。海浪場景是虛擬現(xiàn)實場景中較為復(fù)雜的場景之一。首先，海浪的形狀復(fù)雜，不能由簡單幾何體構(gòu)造，在使用基本幾何圖元構(gòu)造時需要大量的數(shù)據(jù)。其次，海浪是動態(tài)變化的，每一次變化都要求計算機重新進行一次繪制。再次，海浪的形成受多種因素的影響，波形的變化規(guī)律多種多樣，海浪的形態(tài)在不同的時刻具有隨機性。最后，海洋環(huán)境多樣，天氣多變，環(huán)境光源需要考慮各種法線的反射與折射。海浪最終顏色不宜確定。如果光照不能處理好，將

2、極大影響海浪模擬的真實性。正是由于海浪場景的復(fù)雜，海浪的建模與繪制存在許多難點。
　　本文分別對海浪場景的建模與繪制技術(shù)進行分析與研究。首先，針對海浪譜方法在建模時存在的周期性重復(fù)現(xiàn)象及真實感不強的問題，本文提出基于擾動的海浪譜建模方法。為了在海浪譜上疊加柏林噪音擾動，給出依據(jù)視點位置的疊加策略。當視景體中出現(xiàn)較大面積海面時，依據(jù)本文給出的疊加公式，將柏林噪音與海浪譜生成的高度圖進行疊加，使得相應(yīng)海面的高度圖發(fā)生變化，進而減弱周期

3、性重復(fù)現(xiàn)象并提高海面真實感。
　　其次，針對光線跟蹤算法在動態(tài)海浪繪制時幀率較低的問題，本文從海浪場景三角形分布不均勻的特點出發(fā)，提出適宜于海浪場景的基于簡單光照的光線跟蹤算法及其加速結(jié)構(gòu)。光線跟蹤算法的光線跟蹤策略要依據(jù)光照模型，海浪場景中全局光照模型的光線跟蹤策略有許多的跟蹤是不必要的，因此，提出簡化折射與限制反射光線條數(shù)的簡單光照模型。海浪場景中對象大多分布在海面高度一定正負范圍內(nèi)，在加速結(jié)構(gòu)建立時，相當多的時間消耗在了海面