海面视景的三维动态仿真技术研究

摘要

目前计算机图形技术的发展非常迅速，它为虚拟仿真技术产品的出现提供了坚实的技术基础。近年来，海洋环境的三维动态虚拟仿真作为计算机仿真的重要技术领域之一，受到人们的普遍关注。海洋环境的虚拟仿真技术研究不仅在计算机图形学领域具有重大意义，同时对于传统的流体动力学、波动力学、海洋交通运输、资源勘探开发和军事训练等领域都具有重要的理论研究意义和工程实用价值。
　　海洋环境作为一种特殊的自然环境，复杂多变，无论在时间上还是空间上都具有不规则性，因此对其进行数学建模并仿真实现是一个比较复杂的过程。本课题在分析国内外虚拟海洋环境研究现状的基础上，深入研究了随机海浪理论和分形理论在海洋环境仿真技术研究中的相关应用。在PC平台上，利用计算机三维可视化（3D Visualization）和虚拟现实（Virtual Reality）技术，针对海面视景的三维动态实时生成技术展开研究；在兼顾真实感、实时性和交互性要求下，采用Visual C++和OpenGL的混合编程方法，实现了自由视点下的具有海浪、地形、天空和舰船、飞机等多种运动目标的海面三维动态视景仿真；并通过键盘和鼠标响应函数，对整个视景进行移动和旋转以及视景中运动目标的姿态和运动轨迹的控制。
　　仿真实验结果表明，所设计的仿真软件能够实时地、较逼真地仿真三维海面视景，具有界面友好、便于操作和实时交互等特点，具有较好的工程应用价值。

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第1章 绪论

1. 1论文研究的背景与意义

1. 2 国内外研究现状及发展趋势

1. 3论文的主要内容和组织结构

第2章 三维海面仿真的基本理论与技术

2. 1引言

2. 2 海浪仿真研究

2. 3随机海浪理论

2. 4本章小结

第3章 海面视景中的地形、天空和运动目标的仿真

3. 1引言

3. 2 地形仿真

3. 3天空仿真

3. 4构建运动目标的几何模型

3. 5本章小结

第4章 海面视景三维动态仿真的技术实现

4. 1引言

4.2 OpenGL简介

4. 3软件的设计框架

4. 4海面视景的三维可视化流程

4. 5软件的界面设计和模块功能

4. 6海面视景仿真示例

4. 7本章小结

第5章 总结与展望

5. 1 论文工作总结

5. 2 研究工作展望

参考文献

致谢