动态水域仿真技术的研究和实现
01-13
动态水域仿真技术的研究和实现
摘要:在图形学领域, 人们一直试图利用计算机再现周围的真实世界, 然而现实世界虽然看上去简单, 却极其复杂。对于一些自然现象, 人们可以采用过程描述的方式来获得某种特定的效果, 但是对于有些现象人们无法找到一个简单的模型来描述它, 这个时候只有去追溯该现象本身的物理根源, 只有借助其本身较为精确的物理描述才能真实再现其外在的视觉现象。
关键词:虚拟现实 仿真 OpenGL 正弦波 水波模拟
在PC 机上实时生成海水动画在过去几乎是不可思议的事。但是在NVIDIA 公司1999年发布显卡Geforce 256之后, 一切都变得可能,PC 机上实时渲染功能越来越强。Geforce 256是世界上第一款被叫做图形处理单元(graphics processing unit,GPU) 的显卡, 最革命性的改进在于将光影转换引擎(Transform and Lighting,T&L)集成到了GPU 中, 从而大大降低了CPU 的负担,GPU 的并行处理功能一举突破了以往在复杂的几何计算过程中,CPU 速度过慢所引发的瓶颈。
1 水波运动特征
水的表面运动其实是由一系列的波组成的, 当风作用于水面时, 水面会产生主方向与风同向的波族。为了渲染海面, 通常使用一系列波长, 振幅和频率都不相同的正弦波作用于一个M×N 的顶点序列, 每个顶点的高度根据通过该点的所有正弦波在时刻t 的偏移进行叠加。这