论文摘要：飞行模拟器视景中大规模海浪模拟系统的设计与实现

视景仿真是一种基于计算机成像技术的沉浸式交互环境，现已广泛应用于飞行模拟、军事演练及互动娱乐中。作为飞行模拟器中最重要的视觉反馈手段，视景系统展现座舱外部的真实环境，其真实感直接关系训练效果。海浪模拟一直是模拟器视景系统中的重要组成部分，但对于飞行模拟器来说，飞机高空视野很大，大规模的海浪模拟的巨大硬件开销一直是各类飞行模拟器尽力回避的难点。由于飞行训练器对视景效果有较高的要求，以真实感与实时性为目标，因此本文以经验模型的海浪模拟为基础，使用NVIDIA公司的显卡并行计算编程平台CUDA，在GPU中进行大量高度场更新运算；在处理海面光照渲染时，充分利用了可编程图形硬件的特性；提出了设计方案并完成了海浪仿真系统搭建，主要开展的工作有以下几项：

（1）GPU端海面高度场更新模型的实现。详细分析比较了基于经验模型和基于物理模型的高度场的生成算法，设计实现了融合快速傅里叶变换和柏林噪声的海面高度场。

（2）通过GPU编程实现较强真实感的海浪场景光照渲染。

（3）提出基于CUDA的大规模海浪模拟系统的框架，搭建了模块化的视景仿真软件系统。

实验结果表明系统获得了逼真的场景渲染效果，能够满足海洋环境下大场景视景系统的实时性和真实感需求。

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