【正文】 論文題目： 基于 OpenGL的水波動(dòng)畫模擬 系 別： ___ ___計(jì)算機(jī)系 _ I Wave simulation based on OpenGL College： Specialty and Grade： Number： Name： Advisor： Submitted time: May 7, 20 II 目錄 課題提出的背景 ................................................................................................. 3 課題的意義 ............................................................................................... 3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ................................................................................................ 3 四大類水波模擬的方法 ............................................................................ 3 水波模擬面臨的困難 .................................................................................. 4 國內(nèi)水波動(dòng)畫模擬相關(guān)研究 ....................................................................... 4 國外水波動(dòng)畫模擬相關(guān)研究 ....................................................................... 5 第二章 基于 OpenGL＋ MFC 建?；A(chǔ) ....................................... 7 OpenGL 渲染管線 ................................................................................................ 8 顯示列表 ................................................................................................... 8 求值器 ...................................................................................................... 8 基于頂點(diǎn)的操作 ........................................................................................ 9 圖元裝配 ................................................................................................... 9 像數(shù)操作 .................................................................................................... 9 紋理裝配 .................................................................................................... 9 光柵化 ....................................................................................................... 9 片段操作 .................................................................................................... 9 計(jì)算機(jī)圖形學(xué) .....................................................................................................10 MFC 框架 ...........................................................................................................10 基于 OpenGL+MFC 的三維模 擬的編程環(huán)境配置 ..................................................12 第三章 水波的計(jì)算機(jī)模擬原理和關(guān)鍵技術(shù) ................................. 14 水的流體物理性質(zhì) ..............................................................................................14 基本原理 ...........................................................................................................16 建立區(qū)域采樣法水波數(shù)學(xué)模型 ..................................................................16 水波擴(kuò)散分析及解決方法 .........................................................................16 第四章 基于 OpenGL 的水波模擬 ....................................... 17 系統(tǒng)設(shè)計(jì) ...........................................................................................................17 水波模擬的算法設(shè)計(jì) ..........................................................................................17 擾動(dòng) ..................................................................................................................21 4． 4 水波模擬系統(tǒng)的邏輯視圖 ................................................................................21 主要結(jié)構(gòu)體和類的設(shè)計(jì)： ...................................................................................23 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ...........................................................................................................24 第五章結(jié)論與展望 ..................................................... 27 結(jié)論 ..................................................................................................................27 展望 ...................................................................................................................27 參考文獻(xiàn) ............................................................ 28 1 摘要 近年來 , 自然景物的模擬一直是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)最具挑戰(zhàn)的問題之一 , 關(guān)于山、水等自然景物的模擬 , 在計(jì)算機(jī)游戲、影視、廣告各領(lǐng)域中有著廣泛的用途 , 作為自然景物模擬的重要內(nèi)容 , 對水流、水波的模擬正日益引起人們的關(guān)注 .。 本論文通過對國內(nèi)外水波動(dòng)畫模擬的相關(guān)成就的介紹，與對其的一定了解和文獻(xiàn)的參考，基本實(shí)現(xiàn)了水波的模擬，基于 opengl+MFC建模基礎(chǔ)展開探討，對水波的計(jì)算模擬原理和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行闡 述，例如水波的物理模型，運(yùn)動(dòng)方程，物理特性等，結(jié)合以上知識(shí)進(jìn)行水波模擬， 實(shí)驗(yàn)證明該方法實(shí)現(xiàn)簡單，模擬的水波動(dòng)畫效果滿足實(shí)時(shí)性和逼真性的要求。 關(guān)鍵詞 : 水波模擬 。 物理模型 。 opengl。 運(yùn)動(dòng)方程 。 2 Abstract: In recent years, the impersonation of natural landscape has been a puter graphics the most challenging problems, one of the hills, waters and natural scenery, in puter games, advertising film, the area has an extensive use of natural scenery as an important part of a simulation of the water, water was increasingly a cause for concern. This paper with animated simulations water through the achievement of its introduction, and be sure to understand and the reference, the water, based on the modeling opengl mfc based on the water, the impersonation and the key technologies, such as water physical model, the equation of motion, physical properties, etc, the more knowledge on the corrugated, experiments prove this method to process of animation, the effect of water content timely and accurate sexual Keywords: the corrugated。 the physical models to simulate。 opengl。 equation of motion。 3 第一章 緒論 OpenGL 是由 Silicon Graphics 公司推出的一種高性能圖形開發(fā)軟件工具包，該工具包括大約 120 條不同的指令，它獨(dú)立于硬件，獨(dú)立于窗口系統(tǒng)，由于具有這個(gè)優(yōu)越的特性，因此可以運(yùn)行于各種操作系統(tǒng)，而且可以在各個(gè)平臺(tái)之間進(jìn)行移植，并且能在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下以客戶 /服務(wù)器模式工作，已經(jīng)成為專業(yè)圖形處理、科學(xué)計(jì)算等高端應(yīng)用領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)圖形庫，因此 Microsoft， SGI， IBM 等在計(jì)算機(jī)市場中占主導(dǎo)地位的大公司都用它作為自己的標(biāo)準(zhǔn)圖形庫 課題提出的背景 通過計(jì)算機(jī)盡可能逼真的模擬現(xiàn)實(shí)世 界，一直是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)，特別是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的一個(gè)研究熱點(diǎn)。對于地形的綿延起伏、光的折射和反射等自然現(xiàn)象的模擬，人們可以根據(jù)一些現(xiàn)有的不太復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式，通過數(shù)學(xué)建模來獲得某種特定的效果。但是對于另外一些自然現(xiàn)象，例如各種煙霧，水，火焰等流體現(xiàn)象，雖然看似簡單，但是對其進(jìn)行描述的物理模型卻極其復(fù)雜，這時(shí)只有去追溯該現(xiàn)象本身的物理根源，并借助更為精確的物理描述才能真實(shí)再現(xiàn)其外在的視覺效果。 水波模擬不僅是一個(gè)很具有挑戰(zhàn)性的研究課題，更具有很好的商業(yè)價(jià)值，它在航海仿真、虛擬城市游覽、視頻游戲、數(shù)字電影和數(shù)字廣告中 都有大量應(yīng)用。一片逼真自然的水面可以很好的增加場景的逼真感和沉浸感。目前的一些