基于投影网格算法的海面波浪模拟

彭 晶，陆 晓，李 晖

武汉工程大学计算机科学与工程学院，湖北 武汉 430205

随着计算机图形学与虚拟现实技术的飞速发展，三维海面波浪场景模拟技术越来越多地应用到各种领域，例如游戏开发、影视业等，研究具有真实感的海洋波浪模型已迫在眉睫。不少国内外学者对此进行了研究。海面建模方面，Johanson［1］首次提出投影网格的算法，投影网格算法是一种依赖于观察者的视觉习惯的算法，离观察者远的网格比较稀疏；反之，则比较细密。王强［2］在三维海面可视化仿真技术研究与实现中采用多级细节层次（Levels of Detail，LOD）网格实现无穷大的海面，利用快速傅里叶变换的周期性得到了海浪高度场。王艳芬等［3］在一种优化的投影网格海面实时绘制方法中提出了屏幕空间的网格自适应方法，模拟了精细化的海面。顾大权等［4］在基于网格投影的Phillips谱真实感海浪仿真模拟一文中构建了一种基于投影网格上的Phillips谱海浪。总的来说，LOD网格算法可以减少海面三角面片的数量，达到感官上的良好效果，是现在研究的热门话题。海面高度场建模方面，各研究人员关注的重点各异，有的追求真实感，有的追求时效性，其关注的重点不同所以采用的算法也都各有千秋。Fournier 和 Reeves［5］使用 Gerstner 模型简单的来描绘水波表面，但是这种方法的计算效率低而且模拟的水面不够逼真。Tessendorf［6］采用快速傅里叶变换（fast Fourier transform，FFT）反演海浪谱，快速生成海面高度场，提升了模拟效果的真实感。熊艳飞等［7］在基于海浪谱模型……