基于谱的三维随机海浪数值模拟研究

为有效地模拟三维波浪,从已有的统计观测结果出发,应用P-M谱和SWOP方向函数的基础上,建立了风浪的三维随机波面数学模型,该模型采用多个随机余弦波叠加来模拟随机波浪曲面。最后利用Matlab实现了该算法,结果表明这种方法能有效地模拟三维随机海浪。     

基于FFT的海浪实时仿真方法

针对虚拟海战场仿真需求,提出一种真实感海浪的实时仿真方法。在改进Gerstner波形的基础上,构建海浪的基本模型,推导出海浪的离散FFT模型,并通过采样波数谱提取FFT模型所需参数。仿真结果表明,该方法用于大面积海浪的实时仿真时,能获得高度逼真的动画效果。     

一种CG渲染实时海水的方法及实现

基于海洋统计模型,通过傅立叶变换将海浪谱从频率域转换到空间域,得到一个实时的海水高度场;然后基于现实中光线传输的规则,利用NVIDIA公司的高级语言CG对显卡编程来进行实时光照渲染,最终模拟出较为真实的海面.     

基于GPU实时的大范围海水模拟

为了模拟出具有实时性和真实感的大范围海水场景,提出了一种绘制的方法,该方法使用了存在于投影空间的海面网格模型。同时,为了使海浪模拟的真实感更强,也未采用以往基于Perlin噪音的产生海浪高度图的方法,而是采用了更复杂的基于统计模型与快速傅立叶变换(FFT)的波浪生成方法。其次通过立方体纹理实现了海水对天空盒的反射效果,并运用Phone光照模型实现了海浪的反射。此外充分地利用了GPU硬件的特性和ping pong绘制技巧。实验证明该方法能快速模拟出实时、逼真的海水的场景。     

三维海面计算机仿真

为海洋微波遥感器提供预研阶段的海面仿真数据,本文首先从经验的涌浪谱和风浪谱出发,利用傅立叶变换仿真了三维海面。结果表明,用这种方法可以模拟真实的海面。     

海浪模拟模型的研究

该文通过研究当今国内外比较成熟的海浪模拟模型,得出各单一经典模型优缺点,并在此基础上提出一种可控FBM模型对海浪进行模拟研究。可控FBM模型的基本思想是以分数维布朗运动曲面(FBM:Fractal Brown Motion)模型为基础,线性叠加使用Gerstner模型的海浪谱海浪模型。可控FBM模型既有FBM模型的良好随机性和快速计算能力,同时通过叠加三维Gerstner模型加入了波的特征,又具有了波易于控制、便于与用户设定参数相适应而产生不同海况的能力,提供灵活方便的用户控制接口,生成的海浪能够随参数的变化实时的改变状态,呈现出不同的海况以及合理的体现海面风对海浪的影响。可控FBM模型生成的海浪逼真度较好,能够模拟大面积的海面,改进效果明显。     

海浪的实时视景仿真

该文研究了如何解决海浪的实时视景仿真问题。着重从仿真的实时性和真实感的角度出发,建立了基于海浪谱的不同波级的海浪的仿真模型,详细讨论了海浪数学模型中参数的求法,并探讨了在海浪的实时绘制过程中采取的措施。     

无粘性海浪实时绘制综述

根据是否考虑液体粘性,对海浪绘制进行分类,并对无粘性海浪实时绘制展开综述。无粘性海浪的绘制忽略了液体粘性,绘制结果能体现风的影响,且绘制实时性好。无粘性海浪的实时绘制可分为基于规则波的方法和基于不规则波的方法,真实的海浪可以视为随机过程,因此基于不规则波的方法较之于基于规则波的方法更接近实际情况。提出基于不规则波方法中可能的改进:对基于不规则波方法中所用的海浪谱进行改进,使绘制结果能体现风速、风距的影响。     

基于海浪谱的Gerstner波浪模拟

本文从海洋学现有的观测和研究成果出发,结合海浪的Gerstner模型,提出一种风力作用下的基于海浪谱的三维Gerstner海浪模型。首先,通过分析Gerstner模型各个参数的随机性,利用海浪谱和方向谱相关公式,获得固定风速下模型各随机参数值,建立固定风速下的海浪模型;然后,在此基础上进一步构造了基于海浪谱的风力模型,模拟了风力作用下的海浪;最后,采用基于视点的网格拓扑结构,实现了海浪的实时绘制。实验结果表明,该模型不仅能更真实地模拟海浪,还具有较好的交互性。     

基于VTK的波浪动态模拟

根据海浪谱和线性随机理论得出随机海浪的原始公式,并用Pierson-Moskowitz模型和Mitsuyasu模型来创建三维波浪模型,然后用傅里叶变换来表示原始公式,并用快速傅里叶变化来计算,提高运行速度,并在此基础上开发了一个原型系统,实验结果表明该系统具有较好的波浪动态模拟效果。     

基于海浪谱的实时海洋场景仿真

研究海洋场景中海浪等视景的实现,是计算机在图形学中的具体应用.风浪是海洋表面最主要的一种波浪,从海洋学已有的统计观测结果出发,利用海浪频谱与方向谱的相关公式,对开阔海面深水域由风引起的海浪进行定量分析.利用粒子系统对雨、雪、云等自然现象进行仿真,实现了对海洋场景的实时显示.在VC平台上用OpenGL开放图形库实现了所述海洋场景的仿真.实践证明,提出的方法在实时性与真实感方面均取得了不错的效果.     

SAR海浪方向谱的Monte Carlo仿真

利用Longuet-Higgins线性海浪模型和JONSWAP海浪谱来表示海浪方向谱。在Bragg波散射模型的假设下,推导了海浪谱与SAR图像谱之间的映射变换,它适用于线性海浪的成像范围。采用Monte Carlo方法,可产生具有随机性的海浪方向谱。对于时不变的海面来讲,该方法具有计算效率适中的特点。仿真结果表明,海浪谱与SAR图像谱之间存在着谱的畸变、谱的分裂和方位向谱的移位等特点。     

基于物理模型的实时海面模拟

海洋模拟是计算机图形学中的一个重要分支。在过去的数年中，由于海洋模型本身的复杂和计算机硬件性能的限制，无法实时的模拟出逼真的海面效果。但随着计算机硬件性能的飞速发展和物理工程等领域对海面模型研究的深入，在最近几年出现了多种实时渲染海面的技术。该文将介绍一种利用海洋物理模型模拟海面运动现象的技术。这种技术的实时不是特别复杂，而且能够拥有良好的性能，非常适合在实时三维引擎中生成大面积外观真实的海面。     

极化合成孔径雷达测量海浪的研究

描述了极化合成孔径雷达海浪成像过程。提出了一种极化雷达反演海浪方向谱的方法,该方法利用合成孔径雷达图像谱与海浪方向谱之间简单的线性关系和最优方法反演得到海浪方向谱,并将结果与现场资料进行了比较。经过对同一海区机载雷达P、L、C 3个波段的图像进行反演,其方向谱相当一致,而且有效波高和波向与实测数据吻合相当好。     

一种海浪干扰IIR数字滤波器的设计与仿真

在船舶控制和性能研究中,海浪干扰是不可忽视的环境扰动.海浪影响着舰船的稳定控制和近海面作业的直升机的安全,所以应尽可能想办法消除海浪干扰.文中首先建立了海浪的模型,并进行了三级海况下海浪的实时仿真;接着采用巴特沃兹方法设计了一种海浪IIR数字滤波器,将海浪中的高频一阶波浪部分加以滤除;最后,运用MATLAB编程进行仿真实验,结果表明,所设计的海浪干扰数字滤波器的滤波效果显著,可以用于实际船舶控制应用中.