水体波浪三维渲染研究与应用

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1、分类号学号M201173283学校代码10487密级硕士学位论文水体波浪三维渲染研究与应用学位申请人：罗雄学科专业：系统分析与集成指导教师：黄牧涛副教授答辩日期：2014年2月25日万方数据AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofScienceTheResearchandApplicationonthe3DRenderoftheWaterWaveCandidate:LuoXiongMajor:Sys

2、temsAnalysis&IntegrationSupervisor:AssociateProf.HuangMutaoHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan，Hubei430074，P.R.ChinaFebruary，2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中

3、以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在____________年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师

4、签名：日期：年月日日期：年月日万方数据华中科技大学硕士学位论文本论文研究工作获得以下基金资助，在此鸣谢：1.水利部公益性行业科研专项经费项目：大东湖水网调度关键技术研究及应用（项目编号：2010001080）2.国家自然科学基金项目：数字流域框架下的水环境本体自动构建与自适应组织方法研究（项目编号：51209098）I万方数据华中科技大学硕士学位论文摘要水体波浪的三维渲染技术是国内外的一个热门科研课题，同时也是计算机图形学的一个重要研究分支。随着计算机信息技术以及集成硬件设备的飞速发展，以及大容量、高速、高

5、性能计算机迅速的普及，图像处理硬件的快速发展，计算机虚拟现实技术中的水波三维渲染技术在计算机图形学中已经成为一个十分常见的需求。本课题主要依靠计算机虚拟现实技术(VirtualReality，以下简称VR)和基于快速傅里叶变换FFT的数学物理方法来实现水体波浪三维渲染，在开源开发框架Qt下，通过基于OpenGL开发的高级三维引擎OpenSceneGraph（以下简称OSG）API应用程序接口管理的各个渲染模块来构建一个水体波浪三维渲染系统平台，并实现相关的程序算法设计。本论文以建立水体波浪高度场网格为重点，

6、主要完成了以下几个方面的科研工作和成果：（1）从离散和连续模型两个方面研究比较了包括基于物理模型、基于波的分析、基于粒子系统以及基于统计波模型等几种水体波浪建模方法的优缺点。（2）集中利用了具有跨平台和开源特性的开发框架Qt来搭建的水体波浪的三维渲染系统的窗口。使得系统不仅可以运行在Windows上运行还可以在Linux和MacOS上运行。（3）综合利用了统计波模型的水体波浪的建模方法，通过FFT算法建立了水体波浪的高度场，然后生成水波的网格模型最后研究了着色和光照效果。（4）根据本论文所研究的设计方法，建

7、立了一个水体波浪三维渲染系统平台，直观的呈现了水体波浪的三维效果，并构建了场景漫游、键盘鼠标人机交互等功能，提供了展示水体波浪的平台以及部分相对应的技术支持。关键字：虚拟现实技术；水体波浪；Qt；OSG；三维渲染I万方数据华中科技大学硕士学位论文AbstractThethree-dimensionalrenderofwaterwavestechnologyisbotharesearchfocusathomeandabroad，andanimportantresearchbranchofcomputergra

8、phics.Alongwiththerapiddevelopmentofthecomputerinformationtechnologyandintegratedhardwareequipment，aswellastherapidpopularizationoflargecapacity，highspeed，advancedperformancecomputer，andtherapiddevelopmentofi