海底场景的建模与图形学实现-机械工程专业论文.docxVIP

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独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方 外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为 获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与 我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的 说明并表示谢意。 作者签名: 日期: 年 月 日 论文使用授权 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文 的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘, 允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全 部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编学位论文。 (必威体育官网网址的学位论文在解密后应遵守此规定) 作者签名: 导师签名: 日期: 年 月 日 摘要 摘要 I I 摘 要 海底作为一种水下场景,可以营造独特奇妙的透明、流动感用户体验,一直 是虚拟现实模拟与实现的热点与难点。本课题来源于 UESTC 和 NOKIA 的联合课 题,计划在 PC 机和诺基亚 N900 手机上都完成一个小型的海底场景的图形学实现。 现有文献多局限于海底某个组成部分的单独研究,本文选取三个典型景物— —海草、海底地面及上升的气泡进行建模与程序实现。随着图形渲染技术的进步, 场景模拟现在追求物理真实感。因此本文选取上升的气泡进行基于物理仿真的图 形学模拟。本文主要研究内容为: 1.对海草的主脉进行了基于 B 样条原理的数学建模,两条外轮廓线依附于此 进行一定程度的旋转,形成空间三角型网格,纹理贴图过后收到了较好的效果。 2.选择数字高程模型建模海底地形,对比了规则格网和不规则三角网构网方 式的程序实现效果,得出地形的网格精度主要取决于初始离散点和插值方法的结 论。施加了最邻近纹理过滤的不规则三角网可以较好的表征海底地面。 3.先后运用了 Gambit、Fluent、Tecplot、Matlab、OpenGL 软件,模拟实现了 基于物理模型的水下上升气泡的图形轮廓。根据物理仿真获得的数据,建立了气 泡运动过程里马蹄形轮廓的函数模型,收到了较好的拟合精度。 4.研究并实现了气泡的透明处理、光照模型和雾化特效,将最终的整体海 底场景的真实感效果提升了一个档次。 5.精简 PC 机海底场景算法,运用 OpenGL-ES 函数库命令,在 NOKIA N900 手机上进行实现,程序的流畅度较好。 本文的创新点有:将多见于工程实践领域的气液两相流分析用于海底气泡上 升的图形学实现中,并提出了一个利于程序迭代实现的函数模型;将多种海底元 素和 OpenGL 特效组合在一起在 PC 机和嵌入式移动平台上都进行了展示,取得了 预期效果。 关键词:虚拟现实,B 样条,数字高程模型,Fluent 仿真,OpenGL AB ABSTRACT II II ABSTRACT Seabed,as a kind of underwater scene, can create a unique and fantastic user experience of transparency and fluxion feeling, and has always been the hot spot with difficulty of the virtual reality simulation and implementation. This topic is derived from the united project of UESTC and NOKIA, which plans to complete a small undersea scene’s graphics implementation on both PC and Nokia N900 mobile phone platform. The current literatures are mostly limited to the individual research of a certain part. Three typical factors –the seaweed, undersea ground and rising bubbles are chosen to be modeled and realized program in this paper. Along with the progress of the graphics rendering technology, the scene simulation is in the pursuit of physical reality. Therefore, the

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