基于網(wǎng)格粒子的水波實(shí)時(shí)模擬.pdf

1、近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，復(fù)雜場(chǎng)景的實(shí)時(shí)模擬成為可能，是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的研究熱點(diǎn)之一，波浪的模擬便是其中的活躍分支。
　　 目前對(duì)波浪的建模方法大致分為三種：一種是基于網(wǎng)格的建模，即利用三角函數(shù)或二次曲面方程線性疊加，并設(shè)置相關(guān)參數(shù)來(lái)模擬水波的變化。該算法可以制作出卷曲的波峰效果，但對(duì)參數(shù)設(shè)置非常敏感，而且不適合交互模擬。另一種方法從物理學(xué)出發(fā)，基于N-S流體方程對(duì)流體內(nèi)部各質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)加以描述，該算法采用了粒子系統(tǒng)，在效果模擬方

2、面比較理想，但包含的粒子數(shù)量太多，計(jì)算量大，無(wú)法做到實(shí)時(shí)模擬。第三種方法是利用海浪譜的反演算的建模方法，它和第一種方法很類似，不同的是參數(shù)的設(shè)置完全依賴于長(zhǎng)期的海洋觀測(cè)結(jié)果。其生成的水面較真實(shí)，但只適合模擬較為平靜的海面。
　　 基于前人的研究方法和成果，本文把粒子系統(tǒng)和網(wǎng)格相結(jié)合，提出了基于高度場(chǎng)的單層次-區(qū)域粒子模型：首先，用高度場(chǎng)生成基本的流體表面，然后根據(jù)水波傳遞過(guò)程的區(qū)域性原理，自適應(yīng)地產(chǎn)生粒子并對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行擾動(dòng)，從而模