[发明专利]基于流计算的大范围动态海浪实时渲染方法

权利要求书

1.一种在流处理器上实现大范围动态海浪高效实时渲染的方法，其特征在于所述方法为：

一种新的基于LOD同心圆网格模型，该模型借鉴射线同心圆网格模型和动态、静态网格模型，在视点附近，采用两级细分圆形网格构成两级LOD，网格中顶点的间距由模拟的海况确定，两级LOD以外的网格部分，采用同心圆网格。

2.各同心圆半径和第i个同心圆上第j个网格顶点的坐标                                                的计算公式由公式（1）和（2）计算

             (1)

   (2)

式中，为第i个同心圆的半径，为海平面的可见距离。

3.一种逐顶点计算与凹凸纹理贴图相结合的方法模拟海浪，在细分圆形网格上采用逐顶点计算，在同心圆网格上采用凹凸纹理贴图法，设时刻平面上一点，海浪的运动方程，三维空间中坐标及其副法线、切线和法线分别由公式（3）~（7）计算

         (3)

                (4)

       (5)

    (6)

                          (7)

式中，为第个波的波向量，为振幅，为频率，为相位。

4.结合Fresnel反射与天空反射的海面光照计算，海平面对光线具有反射和折射两种作用，海平面的颜色主要是这两作用的结果，对天空的反射通过环境立方体纹理的方式实现,对海平面以上的景物可以采用平面反射法实现，将海平面以上的景物渲染成纹理，在GPU中求取纹理投影坐标，从而实现反射效果，Fresnel反射是海平面光照计算的重要组成部分，海平面光照的反射率和折射率满足，反射率由公式（8）计算

          (8)

折射主要是对海平面以下的景物进行的，其实现方法与实现反射的方法类似。

5.    海泡沫与云的阴影计算，Choppy波导致了海平面产生泡沫，泡沫主要出现在波峰附近，对泡沫的模拟可以增加模拟的真实感，本发明采用动画泡沫纹理对其方法进行了改进，并可以交互实现泡沫的产生和消失，天空中的物体在太阳的照射下会在海平面投下阴影，本发明通过阴影算法得到一张阴影纹理，对天空中的云生成的阴影进行模拟。