基于物理模型的水波动画

近年来，自然景物的模拟一直是计算机图形学中最具挑战性的问题之一。关于山、水、云、烟、火焰等自然景物的模拟，在计算机游戏、影视、广告等各种领域中有着广泛的用途。作为自然景物模拟的重要内容，对流水、波浪的模拟正日益引起人们的关注。本文基于二维浅水波方程模型，给出了一种实现水波动画的数值模拟方法。和以往的方法不同的是，本文既没有去特意构造具体的波形函数，也没有去求解复杂的Navier-Stokes方程，而是基于二维浅水波方程模型，采用隐式半拉格朗日积分方法进行求解，在保证稳定性的同时，可以允许大时间步长。实践证明，用该算法模拟水波，效果比较真实，而且在普通的PC平台上即可满足一般动画的实时需求。