动态海战场景建模仿真关键技术研究-论文.pdf

《动态海战场景建模仿真关键技术研究-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第31卷第5期计算机仿真2014年5月文章编号：1006-9348(2014)05-0013一o4动态海战场景建模仿真关键技术研究宋妹丽(中国传媒大学，北京100024)摘要：针对具有沉浸感的动态海战场景建模仿真需求，提出了基于同心圆网格模型和改进FFfr方法的大规模海浪绘制方法，提高了大规模海浪模拟的真实感；提出了基于相机镜头特效同时实现体积光效果和水波折射效果的方法，增强了水体光影效果真实感；提出了基于多视角实时大气渲染算法的动态天空建模方法，实现了所有视角点、所有视域和多重散射效果。仿真应用表明。以上关键技术能较好解决动态海战场景

2、建模问题，在可视化作战仿真中具有较高应用价值。关键词：海浪绘制；水下光影；动态天空；海战场景建模．中圈分类号：TP391．9文献标识码：BKeyTechnologiesinModelingandSimulationofDynamicSceneofSeaBattleSONGShu-li(CommunicationUniversityofChina，Beijing100024，China)ABSTRACT：Therenderingofimmersivedynamicsceneisoneofthemostchallengingtasksinm

3、odelingandsimula—tionofseabattle．Amethodforreal-timerealisticrenderingofoceanwavescenewasproposedinthepaper．Bythemethod，adofconcentriccircleswasdevelopedtoreplaceoceansurfacegeometryandaFFTmethodWasdevel-opedtocomputeheightoftheseawave．ThesenseofrealityinseabattleWasimpr

4、oved．Amethodforvolumelightefectsandwaterwaverefractionefectswasproposed．Bythemethod，acameralensofefectWasusedintheseabattleofscene．Thesenseofrealityofwater，lightandshadowinnavalbattleWasimproved．Amethodformodelingofreal-timerealisticrenderingofdynamicskyWasproposed．Bythe

5、method，Multi-ViewWasusedinreal-timereal-isticrendering．Multi-viewefects，morevisualefectsandmultiplescatteringefectshavebeenrealizedinseabat-tie．Simulationandpracticeresultsshowthatthekeytechnologiesofthesystemcansolvetheproblemofmodelingandsimulationofseabattleandhaveimp

6、ortantvalueinvirtualcombatsimulation．KEYWORDS：Renderingofoceanwave；Underwaterlightefects；dynamicsky；modelingofseabattle1引言2基于统计和谱方法的海浪建模技术在虚拟海战场构建过程中，除需建立高逼真度作战兵力海浪仿真的逼真度来源于海浪的波形及运动的真实性、模型外，还需要建立逼真的海战场景，是观摩者具有强烈的尖端的海水光学效应以及海浪与其它实体的交互效应的真沉浸感。海战场景一般包括天空、飞鸟、雨雾雪、海水、岛屿、实表达。对海

7、浪的波形及运动建模是逼真模拟海浪的前提暗礁、水藻等，目前，飞鸟、岛屿等实体以及雨雾雪等景观已之一。经有比较成熟的实体建模、特效建模方法，而天空、海水基本近20年来，国内外学者对海浪的绘制做了相关的研究，停留在象形阶段，一直是3D领域的难点。如何建立随天气所用的方法主要可分为2大类：基于物理模型的方法和基于和时间变化的动态天空、随海况变化的动态海浪、随深度和构造的方法。光线变化的动态水下效果，是建立动态海战场景的关键技1)基于物理模型的方法：主要以纳维一斯托克斯方程为术。基础。此类方法由于需要计算并更改模型实体的形状，只能交由CPU来计算

8、。CPU擅长的是单个数值的多阶段的复杂运算，GPU则更擅长大规模数据的同时计算，所以在计算大规模海浪场景时，这种方法效率过于低下，难以满足产品的收稿日期：2013—09—14修回日期：2013—09—25需