航海模擬器作為航海領(lǐng)域教學(xué)與培訓(xùn)的主要工具,近年來得到廣泛使用。然而,現(xiàn)有的航海模擬器的視景系統(tǒng)多采用基于幾何構(gòu)造的方法繪制海浪,雖然這種方法計(jì)算耗費(fèi)較小,實(shí)時性較強(qiáng),但海浪與船舶之間的交互性和真實(shí)感不盡如人意。隨著科技的進(jìn)步與教學(xué)培訓(xùn)需求的不斷提高,基于物理的繪制方法越來越被重視�；谖锢淼睦L制方法依靠其真實(shí)感和交互性已在游戲、電影等行業(yè)得到廣泛的使用,但在航海領(lǐng)域應(yīng)用研究相對較少,已經(jīng)無法滿足下一代航海模擬器視景系統(tǒng)的發(fā)展需求。針對這一問題,本文在研究約束投影、解算器、渦流增強(qiáng)方法等技術(shù)的基礎(chǔ)上,將基于位置的流體建模方法引入航海模擬器海浪繪制方法中,通過施加不可壓縮性條件,滿足密度約束的需求,建立基于位置的流體模型;通過渦度約束,實(shí)現(xiàn)基于位置的流體方法的自有渦流細(xì)節(jié)增強(qiáng)方法,依靠旋渦限制力增強(qiáng)流體細(xì)節(jié)表現(xiàn);首次將微極流體模型方法引入到基于位置的流體模型中,用來增強(qiáng)流體渦流細(xì)節(jié),并將兩種方法通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對比,選取能最有效模擬還原流體細(xì)節(jié)的方法,為今后航海模擬器視景系統(tǒng)的搭建和深入研究做準(zhǔn)備。在此基礎(chǔ)上,將建立好的微極流體模型控制下的流體粒子系統(tǒng),通過屏幕空間的流體繪制方法繪制出來,增...

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 課題的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 航海模擬器海浪場景繪制發(fā)展概況
        1.2.2 基于物理的海浪建模研究現(xiàn)狀
        1.2.3 流體細(xì)節(jié)增強(qiáng)研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容及章節(jié)安排
2 基于位置的流體建模
    2.1 基于位置的動力學(xué)框架
        2.1.1 基于位置的動力學(xué)框架算法
        2.1.2 解算器
        2.1.3 約束投影
    2.2 基于位置的流體模型
        2.2.1 密度約束
        2.2.2 張力不穩(wěn)定
    2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    2.4 本章小結(jié)
3 流體模型渦流細(xì)節(jié)的增強(qiáng)
    3.1 旋渦限制力
        3.1.1 Curl運(yùn)算
        3.1.2 渦度約束
    3.2 微極流體模型
        3.2.1 線動量角動量守恒與不可壓縮性
        3.2.2 本構(gòu)方程
        3.2.3 運(yùn)動方程與離散化
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        3.3.1 旋渦限制力方法控制下的流體潰堤模型
        3.3.2 微極流體模型控制下的流體潰堤模型
        3.3.3 多場景對比分析
    3.4 本章小結(jié)
4 流體屏幕空間繪制
    4.1 屏幕空間繪制方法流程
    4.2 深度圖
    4.3 深度圖的平滑
    4.4 深度圖法線還原
    4.5 厚度圖與光照計(jì)算
    4.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡歷及攻讀碩士學(xué)位期間的科研成果



本文編號：3838336