發(fā)布時間：2019-05-06 15:20

【摘要】： 近年來,自然景物的模擬一直是計算機圖形學領域最具挑戰(zhàn)的問題之一,關于山、水等自然景物的模擬,在計算機游戲、影視、廣告各領域中有著廣泛的用途,作為自然景物模擬的重要內容,對水波的模擬也日益引起人們的關注。其中基于物理模型的方法由于是從水波現(xiàn)象本身進行較精確的描述,使之成為了最有效最被大家認可的模擬方法。再加之人們對于計算機動畫真實感的需求也越來越強烈,使得基于物理模型的水波模擬成為當前的一個研究熱點,也成為未來計算機圖形學發(fā)展的一個重點方向。 本文首先介紹了流體模擬的理論和研究背景、發(fā)展及相關工作。其次,介紹了Gerstner模型,并依據Gerstner方程對水面波動進行模擬,并與以正弦波為波動方程的水波對比,以圖例的方式總結概括了Gerstner方程在模擬水面波動方面的優(yōu)勢。在此基礎上,依據牛頓—歐拉方程,結合力矩和表面張力理論,設計了一組新的基于網格的水波—物體交互方程,模擬了由點波源引起的水波運動,以及水和固體共同存在時,二者之間的相互作用影響各自的運動狀態(tài)。并詳細分析了在這種固流耦合情況中,水波遇到障礙物引起的波紋的變化,以及物體在網格力和轉動力的作用下,運動狀態(tài)隨位置、能量和時間改變的變化規(guī)律,其中還考慮了表面張力對物體運動狀態(tài)的影響。從實驗效果圖看,水波和物體的運動都較為自然真實。隨著計算機硬件和需求的提高,人們逐漸將GPU應用于流體模擬,并介紹了基于GPU的流體模擬的相關工作及GPU在三維流體動畫模擬等方面的重要作用。最后,介紹了一款PC機上最優(yōu)秀的三維流體模擬軟件—RealFlow,并結合MAYA模擬了向杯中倒水等幾種場景的流體形態(tài)。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：遼寧師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TP391.41

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本文編號：2470275