基于真实能量衰减方程的水面特效模拟

针对现有水面特效模拟方法模拟常见三维场景中水面波动真实感较差的问题,提出了一种基于真实能量衰减Gerstner波模型的水面特效模拟方法.对Gerstner波的数学模型和参数进行了分析,通过对真实水波传播过程中能量损耗的研究,引入衰减因子α,建立崭新的振幅随时间衰减的方程,将此方程代入Gerstner波模型模拟水波;引入反射率与透明度以适应不同的环境与水体.实验结果表明,该模型可以呈现更加真实的水面波动效果.     

小型水域水面涟漪的模拟方法

以实际项目为研究背景,提出了一种小型水域水面涟漪模拟方法。将Johanson 的投影网格法用于水面建模,采用二维波动方程描述水波运动,运用显式有限差分法和可编程GPU技术实现方程求解;并采用适当的渲染算法,比较真实地模拟了雨滴落入水面后水面波动的现象,在网格为256×256,图像大小为1 024×768 的情况下,刷新频率达到了85 帧以上,满足了实时性的要求。     

大规模真实感固流交互实时绘制方法

针对大规模水面固流交互模拟过程中物体运动和水波扩散不真实且实时性差的问题,提出一种大规模水环境实时交互绘制方法.首先采用分区模拟的方法取代传统的整体高度细节方法,实时模拟大型水域环境,降低计算复杂度;然后在物体运动过程中引入波浪力,结合自定义风力因子实现物体随波逐流的运动效果;在交互波生成过程中,引入正态分布函数对物体三角形面片进行计算,以增强水面波生成的真实感;最后采用结合流体黏度和表面污染形成的衰减公式来改进波动方程,使水波扩散效果更加平滑稳定.实验结果表明,在保证实时性的基础上,该方法能更真实地模拟物体在水面上的运动,同时有效地表现交互过程中水波的生成与扩散过程.     

一种面向虚拟环境的真实感水波面建模算法

给出了一种新型的模拟真实感水波面的建模算法．引入Perlin噪声作为水面高度场动态变化的激励源，依靠噪声的平滑特性来模拟水面连续动荡变化的效果．为了避免对每个水面网格点进行噪声计算，使用了准均匀B样条曲面来构造水波面，将噪声施加于B样条曲面的特征控制点，间接地控制水面高度场，这样在不增加噪声计算量的情况下可以对水面进行高分辨率的细分，而B样条曲面的生成速度依靠图形硬件的加速功能得以保证．用独立于视点的Cube Map纹理映射技术模拟了水面的反射效果，用跟踪视向量对应的折射向量的方法模拟了折射效果．实践证明，用该算法模型在普通PC平台上即可实时模拟真实感水波面．     

实时水面渲染

通过当前图形硬件提供的GPU可编程管线的特性、GPU并行计算思想以及Shader Model 3.0的顶点采样的新特性对海水进行建模,又通过LOD技术优化海水模型。采用了存储高度信息的250张纹理图,通过与时间相关联的纹理动画技术对高度图进行叠加,实现海水波动。通过顶点法线算法,镜像算法和渲染到纹理技术等多种算法的有机结合,实现水面的反射、折射和菲涅尔效果等水面光照效果。实验证明该算法能够很好地满足人们对真实感和实时性的要求（60FPS以上）,可实现虚拟现实中实时水面的生成。     

实时水面模拟方法研究

提出了一种基于GPU的水面实时模拟方法。该方法不依赖于噪声图,而实现了实时的水波生成、折射和反射效果的菲涅耳合成以及水面光照模型的计算。利用GPU在片段处理前的光栅化处理,该方法渲染负荷不会因水面大小和精度而增大。且依赖GPU的高速计算能力,方法可以达到实时。     

基于改进曲面熵的动态水面模拟方法

针对传统水面波浪模拟真实感较差的问题,提出一种改进的水面模拟方法。通过Gerstner模型生成水面波浪的基本造型,利用改进的曲面熵算法对水面进行动态分区,对不同区域施加不同程度的水面扰动,通过修正纹理映射位移的方法提高水面质感,基于GPU技术实现光照效果。实验结果证明,该方法能有效提高水面的真实感,达到较快的绘制速度。     

真实感火焰模拟

针对火焰的计算机模拟难以实现真实感和实时性的问题,提出一种基于物理模型与图形处理器(GPU)通用计算相结合的火焰模拟方法.该方法首先采用半拉格朗日法求解流体方程,运用基于3D纹理的体绘制对火焰进行三维渲染.然后,根据光照和密度场将光谱转换成颜色分布来模拟火焰颜色,并在GPU上加速实现,使得真实感和实时性之间达到了平衡.     

基于GPU编程的真实感水面模拟绘制

提出基于GPU编程的真实感水面的优化实时渲染算法。介绍了各种水面渲染需要使用到的图形,数学处理技术。通过固定的顶点流实现了水波建模,凹凸映射贴图和纹理混合,水面的反射和折射等多种特效,并使用可编程流水线的补色渲染完成最后的水面绘制。实验证明该方法可以很好地模拟真实水面的渲染要求,可以满足3D游戏和动画中对水面渲染的需要。     

基于GPU编程的真实感水面模拟绘制

提出基于GPU编程的真实感水面的优化实时渲染算法。介绍了各种水面渲染需要使用到的图形,数学处理技术。通过固定的顶点流实现了水波建模,凹凸映射贴图和纹理混合,水面的反射和折射等多种特效,并使用可编程流水线的补色渲染完成最后的水面绘制。实验证明该方法可以很好地模拟真实水面的渲染要求,可以满足3D游戏和动画中对水面渲染的需要。