|本期目录/Table of Contents|

[1]彭　晶,陆　晓,李　晖*.基于投影网格算法的海面波浪模拟[J].武汉工程大学学报,2018,40(05):559-564.[doi:10. 3969/j. issn. 1674-2869. 2018. 05. 016]
　PENG Jing,LU Xiao,LI Hui*.Simulation of Sea Surface Waves Based on Projection Grid Method[J].Journal of Wuhan Institute of Technology,2018,40(05):559-564.[doi:10. 3969/j. issn. 1674-2869. 2018. 05. 016]
点击复制

基于投影网格算法的海面波浪模拟(/HTML)
分享到：

《武汉工程大学学报》[ISSN:1674-2869/CN:42-1779/TQ]

卷:
40
期数:
2018年05期
页码:
559-564
栏目:
机电与信息工程
出版日期:
2018-12-27

文章信息/Info

Title:
Simulation of Sea Surface Waves Based on Projection Grid Method
文章编号:
20180516
作者:
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
Author(s):
PENG Jing;  LU Xiao;  LI Hui*
School of Computer Science and Engineering， Wuhan Institute of Technology， Wuhan 430205， China
关键词:
海浪模拟; 真实感绘制; 快速傅里叶变换; 投影网格算法
Keywords:
sea surface wave simulation;  realistic rendering;  fast Fourier transform;  projection grid method
分类号:
TP399
DOI:
10. 3969/j. issn. 1674-2869. 2018. 05. 016
文献标志码:
A
摘要:
针对海面波浪模拟中实时性与渲染效果无法同时兼顾的难题，提出了一种基于投影网格多细节层次的低采样频率算法。先用投影网格算法对海面建模，生成一个海平面网格，同时在近视点处降低采样频率，解决网格过密所造成的海面网格走样问题；再采用快速傅里叶变换计算海面高度场，为海面添加波浪；最后结合纹理动画技术和Normal Mapping算法添加海面纹理，并分三次对纹理进行采样，来增强海面的水纹细节，建立了具有高真实感的动态海面波浪模型。实验表明，该方法减少了计算量，具有实时性；还模拟了海面的细微扰动，提升了算法渲染的逼真度。
Abstract:
For solving the problem that the real-time and rendering effects can not be realized in the same time in the sea wave simulation， a low sampling frequency algorithm based on a multi-level detail algorithm of the projection grid was proposed. Firstly， a sea-surface model was constructed by using the projection grid algorithm to generate the sea-surface grid. Simultaneously， the grid aliasing of the sea-surface caused by over-density grid was solved by reducing the sampling frequency at near viewpoint. Then， the fast Fourier transform algorithm was adopted to calculate the sea-surface height field so as to add waves. Finally， the texture animation technology and normal mapping algorithm were combined to add texture of sea-surface. In addition， the texture was sampled three times to enhance the slight detail of the sea-surface. A dynamic sea-surface wave model with a high realism was presented. The experiments showed that the proposed method reduced the computational complexity， and satisfied the real-time demand. It also simulated the slight disturbance of the sea-surface， hereby improving the fidelity of the rendering.

参考文献/References:

［1］　JOHANSON C．Real time water rendering［D］. Sweden：Lund University，2004. ［2］　王强. 三维海面可视化仿真技术研究与实现［J］. 信息通讯，2015，156（12）：40-41. ［3］　王艳芬，郭栋梁，聂俊岚，等. 一种优化的投影网格海面实时绘制方法［J］. 小型微型计算机系统，2014，35（7）：1647-1650. ［4］　顾大权，邱滨，侯太平，等. 基于投影网格上的Phillips谱真实感海浪仿真模拟［J］. 解放军理工大学学报，2014，15（5）：488-493. ［5］　FOURNIER A，REEVES W T．A Simple model of ocean waves［J］. Conference on Computer Graphics & Interactive Techniques，1986，20（4）：75-84. ［6］　TESSENDORF J．Simulating ocean water［J］. Simulating Nature Realistic & Interactive Techniques Siggraph，2001，2（4）：122-148. ［7］　熊艳飞，石志广，郭建，等. 基于海浪谱模型和FFT的海面建模［J］. 重庆理工大学学报，2014，28（4）：77-82. ［8］　KASS M，MILLER G．Rapid， stable fluid dynamics for computer graphics［J］. Acm Siggraph Computer Graphics，1990，24（4）：49-57. ［9］　PEACHEY D R．Modeling waves and surfaces［J］. Computer Graphics，1986，20（4）：65-74. ［10］　陈丽宁，金一丞，任鸿翔，等. 使用波数谱绘制海浪波幅畸变的校正［J］. 计算机辅助设计与图形学学报，2015，27（9）：1617-1624. ［11］　庄建东，曾勇进. 三维海浪造型的研究［J］. 集美大学学报，2013，22（10）：143-146. ［12］　陈祥望，郑松，和睿，等. 基于图像的水波动画和实时绘制［J］. 云南大学学报，2013，35（增刊2）：18-22. ［13］　温东阳，察豪，孟路稳. 随机粗糙海面的建模与仿真［J］. 四川工兵学报，2015，36（1）：145-147. ［14］　刘让国，刘晓杰，杨石兴. 基于Triton的海洋仿真系统的设计与实现［J］. 计算机与网络，2017，43（2）：97-98. ［15］　付帅，艾波，柳诚. 海洋地理信息系统中动态海面仿真方法研究［J］. 海洋信息，2017，17（1）：1-4. ［16］　魏碧云，孔样红，李晖. 基于粒子系统的3D动态火焰模拟［J］. 武汉工程大学学报，2018，40（1）：87-92. ［17］　KIM Y．Rendering speeds of dynamic and static objects with tangent space normal mapping on 3D games［J］. Journal of Theoretical & Applied Information Technology，2017，95（17）：4165-4172.

相似文献/References:

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2018-03-07基金项目：国家自然科学基金（51703071）；湖北省教育厅科研重点项目（D20171504）；武汉工程大学教学改革项目（X2016028）；武汉工程大学研究生教育教学改革研究项目（yjg201607） 作者简介：彭　晶，硕士研究生。 E-mail：1176810590@qq.com*通讯作者：李　晖，博士，副教授。 E-mail：6402130@qq.com引文格式：彭晶，陆晓，李晖. 基于投影网格算法的海面波浪模拟［J］. 武汉工程大学学报，2018，40（5）：559-564.
更新日期/Last Update: 2018-10-23