發(fā)布時(shí)間：2020-10-15 23:28

　　 三維海洋虛擬環(huán)境的仿真模擬能夠有效幫助操作人員認(rèn)知海洋環(huán)境,并為海上作業(yè)的判斷和決策提供更直觀的依據(jù)和解讀。其中,特效的真實(shí)感模擬和實(shí)時(shí)再現(xiàn)能夠極大增強(qiáng)系統(tǒng)的逼真程度,同時(shí)也是海上虛擬戰(zhàn)場(chǎng)的必要元素。近年來(lái),隨著海上作業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和海上戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的日益復(fù)雜,對(duì)海洋動(dòng)態(tài)特效實(shí)時(shí)模擬的效果與效率也要求越來(lái)越高,如何簡(jiǎn)單高效地進(jìn)行實(shí)時(shí)模擬與繪制一直是海洋虛擬環(huán)境模擬工作中的重點(diǎn)與難點(diǎn)。針對(duì)上述問(wèn)題,本文主要針對(duì)海戰(zhàn)場(chǎng)景中的武器類特效、艦船航跡和雨場(chǎng)景的特效模擬,分別做了以下工作：1.對(duì)海戰(zhàn)場(chǎng)中各類武器特效中的尾焰、爆炸和近水面水下爆炸分別進(jìn)行了外觀特征分析,將繪制任務(wù)分解為幾個(gè)獨(dú)立的粒子系統(tǒng),參考了大量相關(guān)的物理模型并對(duì)其做了適當(dāng)簡(jiǎn)化,完成了對(duì)三種武器特效的真實(shí)感模擬。2.針對(duì)艦船航跡模擬繪制,分析了其外觀特征,將其分為艏浪、艉浪和船行波,并分別研究和簡(jiǎn)化了物理模型。對(duì)于船行波,研究了經(jīng)典的Kelvin波模型,并使用粒子系統(tǒng)對(duì)其作了仿真模擬；同時(shí),提出了基于粒子系統(tǒng)的海面高度場(chǎng)模擬的改進(jìn)辦法。3.針對(duì)海戰(zhàn)場(chǎng)景中的雨模擬繪制,分析了雨滴運(yùn)動(dòng)的行為特征,通過(guò)對(duì)雨滴繪制過(guò)程中紋理的研究,實(shí)現(xiàn)了雨滴降落過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)模糊效果。通過(guò)對(duì)參數(shù)的調(diào)整,實(shí)現(xiàn)了不同雨量效果的模擬。本文實(shí)現(xiàn)了海戰(zhàn)場(chǎng)中的武器特效、艦船航跡特效和雨場(chǎng)景特效的繪制,將其集成到了三維海圖系統(tǒng)平臺(tái)下的獨(dú)立模塊中,并提出了基于GPU的粒子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以改進(jìn)繪制效率。繪制結(jié)果具有較高的真實(shí)感和良好的實(shí)時(shí)性。通過(guò)調(diào)參,可實(shí)現(xiàn)不同需求的海戰(zhàn)場(chǎng)特效表現(xiàn)。
【學(xué)位單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TP391.9;E925
【部分圖文】：

圖２．１粒子系統(tǒng)生成單頓圖像流程圖??粒子從產(chǎn)生開始，即被賦予各種屬性值。屬性直接控制著粒子的外觀形態(tài)和??運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，粒子的變化實(shí)際上是粒子屬性值的不斷更新。粒子的屬性越豐富，對(duì)??粒子的描述就越全面，繪制結(jié)果就越接近真實(shí)情況的規(guī)律。下面我們將從粒子系??

使用真實(shí)的爆炸過(guò)程圖片能夠更佳地還原爆炸場(chǎng)景。因此可＾＾將真實(shí)環(huán)境下拍的爆炸過(guò)程圖片用ＰＳ進(jìn)行樞圖處理，并分為ＷｘＷ個(gè)子圖像，拼合而成一張整的貼圖。下圖３．６中分別為火焰和煙塵粒子的４ｘ４紋理ＵＶ貼圖，反映了炸過(guò)程中火焰和煙塵的１６個(gè)變化過(guò)程。??

影響系統(tǒng)的實(shí)時(shí)特性。在使用復(fù)合的松子系統(tǒng)模擬復(fù)雜爆炸效果時(shí)，還應(yīng)注意對(duì)??粒子整體數(shù)量的把控。??圖３．８所示為本文中所實(shí)現(xiàn)的幾種爆炸效果圖。通過(guò)對(duì)貼圖的完善和對(duì)參數(shù)??的藝術(shù)化調(diào)整，我們可Ｗ較少的子粒子系統(tǒng)及粒子數(shù)量實(shí)現(xiàn)較好的效果，減輕系??統(tǒng)負(fù)荷。??ＣｌＨｆｌ??圖３．８爆炸的幾種實(shí)現(xiàn)效果??３．?３近水面水下爆炸模型繪制??海戰(zhàn)場(chǎng)景中，作戰(zhàn)武器直接作用于水環(huán)境，并對(duì)海上作戰(zhàn)工具如艦船等造成??直接的打擊破壞，而引起近水面水下爆炸的水柱效應(yīng)。這里爆炸后所產(chǎn)生高溫高??壓氣體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化，體現(xiàn)在爆轟產(chǎn)物與水面混合而成的飛瓣水柱。一般可分為??兩種：一為高而窄的柱狀噴柱，飛瓣水花拋灑角度較小，向上運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)較大；二??為分布較廣的徑向噴柱，飛瓣水花向各方向噴射。目前對(duì)這一類現(xiàn)象的理論和試??驗(yàn)研究在國(guó)內(nèi)都不多見，本文主要針對(duì)第二類水柱效應(yīng)，通過(guò)對(duì)近水面水下爆炸??模型的分析與簡(jiǎn)化
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 夏力前;汪元卉;;3D游戲場(chǎng)景中的火焰效果的真實(shí)模擬[J];電腦與電信;2013年10期

2 趙欣;李鳳霞;戰(zhàn)守義;;基于粒子系統(tǒng)的艦船航跡仿真[J];計(jì)算機(jī)工程;2008年15期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 邱航;虛擬戰(zhàn)場(chǎng)中復(fù)雜場(chǎng)景建模與繪制若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2842397