移動(dòng)終端交互式動(dòng)態(tài)水面建模研究.pdf

1、自然場(chǎng)景的模擬是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的非常重要的一個(gè)領(lǐng)域，而其中對(duì)于真實(shí)感水面場(chǎng)景的模擬是很多研究者研究的一個(gè)熱點(diǎn)和難點(diǎn)問題。水面作為自然場(chǎng)景中最為常見的一種場(chǎng)景，經(jīng)常出現(xiàn)在影視劇、場(chǎng)景漫游和網(wǎng)絡(luò)游戲等很多需要大量虛擬的水面場(chǎng)景的領(lǐng)域中，真實(shí)感的水面的模擬不但能豐富場(chǎng)景內(nèi)容，而且可以給人帶來強(qiáng)烈的真實(shí)感，使得整個(gè)場(chǎng)景更加的逼真。交互式水面場(chǎng)景的模擬不僅要考慮復(fù)雜的水波運(yùn)動(dòng)和復(fù)雜的光影效果等方面，還要考慮用戶與場(chǎng)景之間的交互體驗(yàn)，使得用戶對(duì)場(chǎng)景

2、有一種沉浸感。因此對(duì)于交互式真實(shí)感水面的模擬有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值和研究?jī)r(jià)值。
　　通常情況下，三維建模技術(shù)都依賴于平臺(tái)或者需要輔助插件，近年來出現(xiàn)的WebGL技術(shù)結(jié)合了Html5和OpenGL ES2.0這兩項(xiàng)技術(shù)，能夠在瀏覽器上進(jìn)行場(chǎng)景的渲染和展示，不依賴平臺(tái)和相關(guān)的插件，并且能夠?yàn)橛脩籼峁┖芎玫慕换ンw驗(yàn)可能。隨著越來越多的移動(dòng)端瀏覽器支持WebGL技術(shù)，在移動(dòng)終端實(shí)現(xiàn)交互式的真實(shí)感水面場(chǎng)景的模擬成為了可能。
　　在研究目前

3、常見的真實(shí)感水面模擬方法的基礎(chǔ)上，本文提出一種基于WebGL技術(shù)適用于移動(dòng)終端的交互式真實(shí)感水面模擬方法，該方法能夠在移動(dòng)終端的瀏覽器上實(shí)時(shí)地繪制水面場(chǎng)景，具有較好的真實(shí)感效果，并且能夠滿足用戶與場(chǎng)景之間的交互體驗(yàn)。
　　論文的主要內(nèi)容包括:(1)在研究基于鄰域傳播的水面建模方法基礎(chǔ)上，簡(jiǎn)化水面的構(gòu)造模型，用由均勻分布且相互作用的離散質(zhì)點(diǎn)組成的矩形平面表示水面，其中的質(zhì)點(diǎn)帶有高度和速度屬性;波形近似地用正弦函數(shù)表達(dá)，利用細(xì)胞自動(dòng)機(jī)

4、模型，推導(dǎo)出水波的演化規(guī)則;以此為基礎(chǔ)模擬了兩種水面波形:雨滴波和撞擊波，以及對(duì)水波的溢出現(xiàn)象做檢測(cè)并進(jìn)行處理。(2)在研究水面真實(shí)感模擬的基礎(chǔ)上，通過場(chǎng)景的裁剪獲得反射與折射紋理貼圖，運(yùn)用紋理映射技術(shù)，校正考慮菲涅爾效應(yīng)以及水深對(duì)物體表面亮度影響，來模擬水面的反射和折射效果;運(yùn)用動(dòng)態(tài)紋理技術(shù)來模擬水面的Caustics效果。(3)對(duì)移動(dòng)終端的場(chǎng)景交互進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了三維場(chǎng)景中場(chǎng)景的交互操作，如場(chǎng)景的旋轉(zhuǎn)、物體的拖動(dòng)和用戶通過參數(shù)