[发明专利]一种基于粒子系统的海面航迹并行化仿真方法

权利要求书

1.一种基于粒子系统的海面航迹并行化仿真方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）在CPU中进行一些初始化的工作：具体包括：初始化CUDA设备、申请显存、创建FFT Plan、创建VBO、初始化粒子系统；

（2）在GPU中进行海面网格的并行化运算：具体包括：求解某一特定时刻的Phillips海浪频谱的海面高度场、执行CUFFT求解Phillips海浪频谱的波浪扩散场、将计算结果输出到显存中的Global Memory；

（3）在GPU中进行航迹粒子系统的并行化运算：具体包括：计算并更新粒子属性、将粒子位置映射到海面网格坐标点、计算粒子对所在位置周围网格的扰动并进行范围内扰动叠加运算、将运算结果输出到Global Memory；

（4）在GPU Shader中运用GLSL对海面进行环境、光照渲染，形成动态海面航迹效果。

2.如权利要求1所述的基于粒子系统的海面航迹并行化仿真方法，其特征在于，所述步骤（1）中初始化粒子系统之中，粒子属性包括一个生命值和一个死亡值，初始值都被赋予一个正数的随机整数值。

3.如权利要求1所述的基于粒子系统的海面航迹并行化仿真方法，其特征在于，所述步骤（3）中的计算并更新粒子属性的方法为：

在每个粒子死亡的时候，将粒子的存活标志设为死亡，并为其赋予一个随机的死亡值，开始死亡计时，不断更新死亡值；当死亡计时结束时，粒子重新激活，为其赋予一个随机的生命值，进入一个新的生命循环，粒子存活的持续时间也重新开始计时。

4.如权利要求1所述的基于粒子系统的海面航迹并行化仿真方法，其特征在于，所述步骤（2）中的并行化求解Phillips海浪频谱的海面高度场的CUDA线程拆分方式为：

假设仿真区域的网格密度为meshW*meshH，按照二维拆分，将CUDA内核的Block内的线程维度设为BlockDim(x,y,1)，拆分后的Block个数为：

其中，meshH是仿真区域长度被划分的网格数，meshW是仿真区域宽度被划分的网格数，BlockDim.x和BlockDim.y分别为Block内的线程维度BlockDim(x,y,1)在两个维度上的分量；

每个Block内的Thread个数为：

munThreads＝BlockDim.x*BlockDim.y。

5.如权利要求1所述的基于粒子系统的海面航迹并行化仿真方法，其特征在于，所述步骤（3）中的粒子位置映射到海面网格坐标点方法为：

GridX=[position.x*meshWWidth+meshW2]]]>

GridY=[position.y*meshHHeight+meshH2]]]>

其中，粒子的水平坐标为position(x,y)，网格密度为meshW*meshH，网格区域的长度为Width，宽度为Height，映射得到的网格点坐标为(GridX,GridY)。