基于虚拟现实技术的船舶航行实景三维模型设计

为提升船舶驾驶人员及船员的船舶整体认知以及海况应对能力,确保船舶航行以及作业安全,设计基于虚拟现实技术的船舶航行实景三维模型。按船舶航行需遵循的物理定律以及原理,建立船舶航行运动姿态数学模型,并通过3Dmax构建船舶航行环境实体以及地形模型,利用PM海浪谱法构建海表面三维模型,而后通过Unity3D虚拟现实仿真软件驱动调整构建的三维模型,并对所构船舶三维模型采用改进混合包围盒法实施碰撞检测,把地形以及海浪等实际数据信息融入到导入的模型之中,仿真模拟船舶航行实景,实现人机交互。实验结果表明,基于虚拟现实技术实现的船舶航行实景三维模型,可较为真实模拟船舶航行实景,为确保船舶航行以及作业安全提供可靠参考与保障。

基于GPU的海浪特效实时渲染

对于海浪特效的模拟能有效增强海洋场景仿真的真实感,模拟的实时性也是海洋场景仿真系统的重要需求之一。为了实现基于GPU的海浪特效实时渲染,以PM海浪谱为基础进行了研究,从而生成海浪高度场,并结合视相关反投影方法生成海浪网格,采用硬件着色器进行基于物理光照模型的实时光照处理,生成了具有较强真实感的海面效果,较好地满足了对渲染场景实时性和真实感的要求,达到了实时视景仿真系统中对海洋模块的实时仿真要求。

一种动态起伏的海表面建模方法

在重力和风力等自然因素的影响下,实际海面呈现动态起伏变化形态。粗糙的起伏海表面会影响数据处理过程中鬼波算子估算的准确度,进而影响鬼波压制效果。为研究起伏海表面下鬼波对地震记录的影响,基于PM(Pierson-Moscowitz)海浪谱计算模型,首先,将不同时刻的静态粗糙海表面进行组合,得到连续时刻的动态海表面以逼近真实动态起伏海表面;然后,采用克希霍夫近似法,分别提出动态起伏海表面下非脉冲震源鬼波和检波器鬼波的建模方法。合成数据测试结果表明,提出的建模方法可有效模拟更符合真实动态海表面的地震记录,并可用来测试鬼波压制算法的实际效果。