在已知的所有能量形式中,聲波是在水下傳播效率最好的能量形式,人們的很多海洋活動(dòng)都要依賴聲波進(jìn)行,例如水下通訊、水下目標(biāo)探測(cè)等,在民用和軍用領(lǐng)域都有著重要的作用。聲波在海洋環(huán)境中的響應(yīng)形成了水聲場(chǎng),海洋環(huán)境的不同,形成的水聲場(chǎng)的分布形態(tài)也就不同,因此,對(duì)所測(cè)量海域的水聲場(chǎng)進(jìn)行直觀的呈現(xiàn)就顯得尤為重要,這種呈現(xiàn)行為即為水聲場(chǎng)三維可視化。本課題對(duì)海洋水聲場(chǎng)的三維可視化技術(shù)進(jìn)行研究,并結(jié)合海洋水聲場(chǎng)數(shù)據(jù)及模型的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了基于光線投射算法的海洋水聲場(chǎng)三維可視化方法;針對(duì)該方法在繪制速率方面的不足,對(duì)其進(jìn)行改進(jìn),仿真結(jié)果表明改進(jìn)方法有效提升了海洋水聲場(chǎng)三維可視化的性能;在此基礎(chǔ)上,完成了海洋水聲場(chǎng)三維可視化軟件的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā),為用戶直觀感知水聲場(chǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)、定性地分析水聲場(chǎng)的分布規(guī)律提供幫助。首先,對(duì)三維可視化相關(guān)的算法進(jìn)行深入的研究,總結(jié)分析了它們的優(yōu)點(diǎn)與不足。在此基礎(chǔ)上,選擇光線投射算法作為本課題的核心算法,并對(duì)該算法的基本原理和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究。其次,結(jié)合海洋水聲場(chǎng)數(shù)據(jù)的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了基于光線投射算法的海洋水聲場(chǎng)三維可視化方法,實(shí)現(xiàn)了海洋水聲場(chǎng)的4種三維可視化效果。結(jié)果表明,本文設(shè)計(jì)的基于光線投射算法的海洋水聲場(chǎng)三維可視化方法執(zhí)行時(shí)間較長(zhǎng),但可以較好的實(shí)現(xiàn)海洋水聲場(chǎng)的三維可視化,圖像質(zhì)量滿足用戶需求。再次,針對(duì)光線投射算法存在的不足,基于海洋水聲場(chǎng)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)對(duì)該算法進(jìn)行改進(jìn),提出了一種基于改進(jìn)光線投射算法的海洋水聲場(chǎng)三維可視化方法,對(duì)該改進(jìn)方法進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與基于傳統(tǒng)光線投射算法的海洋水聲場(chǎng)三維可視化方法相比,改進(jìn)的方法執(zhí)行時(shí)間大大縮短,且圖像質(zhì)量依然滿足用戶需求。最后,在前述工作的基礎(chǔ)上,對(duì)海洋水聲場(chǎng)三維可視化軟件進(jìn)行了分析設(shè)計(jì),并基于Visual Studio 2010開(kāi)發(fā)環(huán)境和跨平臺(tái)UI設(shè)計(jì)工具Qt完成了軟件的開(kāi)發(fā)。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TP391.41;TB56
【部分圖文】：

拋雪球算法（2）光線追蹤算法（Ray-Tracing）

光線追蹤原理

三維紋理映射流程圖

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號(hào)：2821003