【正文】 陣表示，矢量中、西文字符的生成及變換。因?yàn)榭傮w上， MFC 框架定義了應(yīng)用程序的輪廓，并提供了用戶接口的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)方法，程序員所要做的就是通過預(yù)定義的接口把具 體應(yīng)用程序特有的東西填入這個(gè)輪廓。 MFC 把許多類似的處理封裝起來，替程序員完成這些工作。對(duì)這些類或者對(duì)象解釋如下。視窗口通過文檔對(duì)象來訪問和更新數(shù)據(jù)。刪除對(duì)話框中的靜態(tài)文本，調(diào)整控件的位置； 2. 配置基于 OpenGL＋ MFC 的開發(fā)環(huán)境 ①將 ， ， ， ， 文件拷貝到操作系統(tǒng) WINNT/System32 目錄下。 if ( (pixelformat = ChoosePixelFormat(m_pDCGetSafeHdc(), amp。 wglMakeCurrent(m_pDCGetSafeHdc(), hrc)。 ⑥ 設(shè)置 OpenGL 模型變換 glMatrixMode(GL_MODELVIEW)。對(duì)于波長(zhǎng)很長(zhǎng)很長(zhǎng)的波，表面張力的作用可以忽略，波動(dòng)主要是重力作用的結(jié)果，這種波叫做重力波。它的矢量形式為： (31) 在直角坐標(biāo)中的分量形式為： (32) (33) (34) （ 35) (36) (37) 式中 ρ 、 ν 、 p、 u、 f 分別為液體密度、運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)、動(dòng)水壓強(qiáng)、流速矢量、單位質(zhì)量的質(zhì)量力 。但 NS 方程是非線性的二階偏微分方程，僅在一些特定條件下，才能求出解析解。 秒 /米），而在 20℃ 時(shí)約為 59 倍。劃動(dòng)如能 持續(xù)加速即可始終保持擋水面的正壓力，起到劃靜水（相對(duì)靜止） 的作用。水波區(qū)域采樣法原理：吧睡眠堪稱一個(gè)二維的坐標(biāo)系，點(diǎn)（ x， y）坐標(biāo)值將受到其周圍區(qū)域的坐標(biāo)影響，最簡(jiǎn)單的情況是假設(shè)僅僅被（ x1,yx） .(x1,y).(x1,y+1). (x,y+1). (x+1,y).(x+1,y1).(x+1,y+1)和 (x,y1)影響，基于這個(gè)假設(shè)推到計(jì)算水波 振幅的公式。 水波模擬的算法設(shè)計(jì) 要對(duì)某種自然現(xiàn)象進(jìn)行模擬仿真，就必須對(duì)該現(xiàn)象的特性有很好的認(rèn)識(shí)。而且水波上的任何一點(diǎn)在任何時(shí)候都是通過振幅的變化把能量以自己為圓心向四周擴(kuò)散，我們可以近似認(rèn)為一個(gè)點(diǎn)只會(huì)對(duì)相臨的前、后、 左、右四個(gè)點(diǎn)有影響。到此為止，已將水波的擴(kuò)散和衰減等特型用數(shù)學(xué)模型表示了出來，下面是具體計(jì)算波幅數(shù)據(jù)的主要代碼： void Spread() { ?? for (int i=BACKWIDTH。偏移的程度同 19 水波的斜率，水的折射率和水的深度都有關(guān)系，出于對(duì)處理速度的考慮同樣也不能對(duì)其進(jìn)行精確的模擬。 //判斷坐標(biāo)是否在窗口范圍內(nèi) if ((i+yoff ) 0 ) {k++。} //計(jì)算出偏移象素和原始象素的內(nèi)存地址偏移量 int pos1, pos2?？梢栽谟挈c(diǎn)落水的地點(diǎn)來一個(gè)負(fù)的 尖脈沖 ，即讓 buf[x,y]=n。 21 這種用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)對(duì)圖象進(jìn)行處理的方法的最大的好處就是：程序運(yùn)算和顯示的速度與水波的復(fù)雜程度是無關(guān)的，用類似的方法完全可以對(duì)其他一些物理、自然現(xiàn)象如煙霧、云彩、陽光等進(jìn)行逼真的模擬。 posx for (int posy=ystonesize。 d 20 Bitmap2[pos2++]=Bitmap1[pos1++]。} if ((j+xoff ) 0 ) {k++。 for (int i=1。 buf1 = buf2。而且除 2可以用運(yùn)算速度很快的移位運(yùn)算符 來進(jìn)行。可以用兩個(gè)與水池圖象一樣大小的數(shù)組 buf1和 buf2來保存水面上每一個(gè)點(diǎn)（離散化的點(diǎn)，對(duì)應(yīng)于每一個(gè)像素）的前、后兩時(shí)刻的波幅數(shù)據(jù)。 17 第四章 基于 OpenGL 的水波模擬 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 模擬水表面動(dòng)畫的方法 大量的文獻(xiàn)對(duì)海洋表面仿真與動(dòng)畫，無論是在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和 海洋學(xué)等領(lǐng)域都有討論 。任何時(shí)刻任意質(zhì)點(diǎn)在空間的位置 (x、 y、 z)都可以看成是（ a、 b、 c）和 t 的函數(shù)拉格朗日法基本特點(diǎn) : 追蹤流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)優(yōu)點(diǎn) : 可直接運(yùn)用固體力學(xué)中質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行分析微 積分中的拉格朗日定理（拉格朗日中值定理）設(shè)函數(shù) f(x)滿足條件：（１）在閉區(qū)間［ a， b］上連續(xù)；（２）在開區(qū)間（ a， b）可導(dǎo)；則至少存在一點(diǎn)ε∈（ a， b），使得 f(b) f(a) ba f(b)=f(a) + f(ε )39。 流動(dòng)性 由于水在流體中粘滯力是較小的，故抗拉、抗壓力較弱，受剪切力和水層壓力影響時(shí)，若該力大于原有內(nèi)聚力，水即從高壓區(qū)流向低壓區(qū)，或按外力方向流動(dòng)。大型電子計(jì)算 機(jī)的應(yīng)用 ,為 NS 方程的數(shù)值解開辟了廣闊的前景。 與 ν 墷 2u 分別為作用于單位質(zhì)量液體表面的合壓力與合粘性力； (ux,uy,uz)及 (fx,fy,fz)為 u 及 f 在直角坐標(biāo)中的投影。如在 26℃ 和一個(gè)大氣壓的條件下，水的密度為 996 千克 /米 3，而空氣僅約 千克 /米 3，約為空氣的 844 倍，水每增加 一個(gè)大氣壓時(shí)僅縮小 1/20xx0，故在游泳條件下， “ 水 ” 可視為難以壓縮的流體。 // TODO: Add your message handler code here } 14 第三章 水波的計(jì)算機(jī)模擬原理和關(guān)鍵技術(shù) 水波很容易被認(rèn)為是一種橫波，實(shí)際上并非如此。 ④設(shè)置 OpenGL 視錐體即投影變換矩陣 glMatrixMode(GL_PROJECTION)。pfd) == FALSE) { MessageBox(SetPixelFormat failed)。 ⑤創(chuàng)建新類，添加消息映射。 MDI 應(yīng)用程序使用多文檔模板類 CMultiDocTemplate； SDI 應(yīng)用程序使用單文檔模板類 CSingleDocTemplate。 如果要支持工具條、狀態(tài)欄，則派生的邊框窗口類還要添加 CToolBar和 CStatusBar 類型的成員變量，以及在一個(gè) OnCreate 消息處理函數(shù)中初始化這兩個(gè)控制窗口。 MFC 的 OLE 類封裝了 OLE API 大量的復(fù)雜工作，這些類提供了實(shí)現(xiàn) OLE 的更高級(jí)接口。這些類或者封裝了 Win32 應(yīng)用程序編程接口，或者封裝了應(yīng)用程序的概念，或者封裝了 OLE 特性，或者封裝了 ODBC和 DAO 數(shù)據(jù)訪問的功能，等等，分 述如下。 (10)虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的生成及其控制算法等。 (2)基本圖元素的幾何變換、投影變換、裁剪等。 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是伴隨著電子計(jì)算機(jī)及其外圍設(shè)備而產(chǎn)生和發(fā)展起來的，是利用計(jì)算機(jī)研究圖形的表示、生成、處理、顯示的學(xué)科。接著可能進(jìn)行的是霧計(jì)算，然后是剪裁 10 測(cè)試， alpha測(cè)試，模板測(cè)試和深度緩沖區(qū)測(cè)試 (深度緩沖區(qū)用于消除被隱藏的表面 )。每個(gè)片斷方塊對(duì)應(yīng)用于幀緩沖區(qū)中的一個(gè)像素。這樣，在數(shù)據(jù)寫入到紋理內(nèi)存或者寫回到幀緩沖區(qū)之前，只需要進(jìn)行一道像素轉(zhuǎn)換就可以了。 這個(gè)階段所產(chǎn)生的結(jié)果就是完整的幾何圖元，也就是根據(jù)相關(guān)的顏色，深度 (有時(shí)還有紋理坐標(biāo)值以及和光棚化處理有關(guān)的一些指導(dǎo)信息 )進(jìn)行了變換和剪裁的頂點(diǎn)。如果啟用了光照，就需要綜合變換后的頂點(diǎn)，表面法線，光源位置，材料屬性以及其他光照信息進(jìn)行光照計(jì)算，產(chǎn)生最終的顏 色值。求職器提供了一種方法。 圖 1 OpenGL渲染管道 圖 1 顯示了 Henry Ford在福特汽車公司采用的裝配線方法，它也是 OpenGL處理數(shù)據(jù)的方法。游戲開發(fā)人員是一個(gè)有著獨(dú)立思想的群體，很多重要的開發(fā)人員目前仍然在使用 Open GL。 OpenGL 的新功包括：頂點(diǎn) Buffer Object、 Shadow 功能、隱蔽查詢、非乘方紋理等。 OpenGL 發(fā)展歷程 1992 年 7 月， SGI 公司發(fā)布了 OpenGL 的 版本，隨后又與微軟公司共同開發(fā)了Windows NT 版本的 OpenGL，從而使一些原來必須在高檔圖形工作站上運(yùn)行的大型 3D圖形處理軟件也可以在微機(jī)上運(yùn)用。 OpenGL的高效實(shí)現(xiàn)（利用了圖形加速硬件）存在于 Windows，很多 UNIX平臺(tái)和 MacOS。 Simon Premoze[9]提出了一種新的基于物理模型的大面積水面 (如海面，湖泊水面 )產(chǎn)生方法，作者根據(jù)海洋學(xué)的觀察數(shù)據(jù)實(shí) 時(shí)生成波浪，并且通過幾個(gè)簡(jiǎn)單又具有物理意義的參數(shù)，如風(fēng)速，風(fēng)向來控制波浪。需要借助粒子系統(tǒng)解決， 將粒子系統(tǒng)放在水面與岸相撞擊的地方，以粒子來模擬浪花和泡沫，提高模擬的真實(shí)感。假設(shè)海平面靜止時(shí)是 XY平面， Z軸指向朝上，一個(gè)粒子的運(yùn)動(dòng)方程為： (11) (12) 該方法不需要大量的網(wǎng)格轉(zhuǎn)換計(jì)算，但需要合理地調(diào)整參數(shù)和添加 一些背景噪 聲。 邱捷利用水波物理模型模擬海面運(yùn)動(dòng)，該方法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，而且擁有良好的性能，適合于三維游戲引擎。 雖然我國(guó)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究起步晚于歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，但是近年來國(guó)內(nèi)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，特別是視頻游戲的快速發(fā)展，促進(jìn)了我國(guó)水波模擬研究和技術(shù)的進(jìn)步，也取得了很多的成績(jī)。 基于物理模型的基本思路是用物理規(guī)律約束物體的運(yùn)動(dòng) ,然后用圖形學(xué)方法把物體形狀渲染出來 ,這種方法可以保證物體的動(dòng)態(tài)逼真性 ,也可以輕松地 4 制作出逼真的動(dòng)畫來 ,這方面的典范是 NavierStokes方程 .它有很強(qiáng)的物理背景 ,是當(dāng)今非淺性科學(xué)研究中的重點(diǎn)和熱點(diǎn)問題 . 若使用這種方法建立淺水波模型 ,再使用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的數(shù)值分析工具 來求取方程數(shù)值解 ,這個(gè)方法過于復(fù)雜且對(duì)光影處理能力差 . 第三類 ： 基于粒子系統(tǒng)的方法 ， 這類方法把流體看作離散的粒子集 ,粒子有一定的屬性 ,使用這種方法人們成功地描述了瀑布、噴泉、水滴以及浪花飛沫 .. 第四類 ： 基于光影處理的方法。目前的一些三維圖形軟件產(chǎn)品已經(jīng)有不少包含了流體模擬的模塊， 如 Maya里面的 MayaFluid EffectsTM； 3DS Max提供的 glu3D流體插件； Next Limit推出的 RealFlow和 RealWave獨(dú)立軟件包更是出類拔萃，被稱為 PC機(jī)上最好的兩種流體動(dòng)力學(xué)模擬軟件。 the physical models to simulate。 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(guó)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(guó)內(nèi)水波動(dòng)畫模擬相關(guān)研究 ....................................................................... 4 國(guó)外水波動(dòng)畫模擬相關(guān)研究 ....................................................................... 5 第二章 基于 OpenGL＋ MFC 建模基礎(chǔ) ....................................... 7 OpenGL 渲染管線 ........................................