使用GPU加速渲染真实感水波效果的研究

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３１５４２１，１）００１（３５
Baidu Nhomakorabea
计算机工程与设计ＣｍｕｒｎｉｅｎａｄｅｉｏｐｔＥｇｅｒｇｎＤｓｎｅｎｉｇ
・开发与应用・
使用ＧＵ加速渲染真实感水波效果的研究Ｐ
陈显军，湛永松，秦晨光姜文波冉兆春石民勇 ’ ，，，
动方程，有效提高真实感水波纹模拟的效率。能关键词：形处理器；向量；水波方程；实时渲染；共轭梯度法图
中图法分类号：Ｐ９．１Ｔ３１４
文献标识码：Ａ
文章编号：００７２２１）５３ｌ—４１０ —０４（００ｌ．５４０
２ＳｈｏｆｎｏｍａｉｎＥｎｉｅｉｇ，ＨａｋｕＣｏｌｇｆＥｃｎｍｉｓＨａｋｏ７２３Ｃｈｎ；．ｃｏｌｏＩｆｒｔｏｇｎｅｒｎｉｏｌｅｏｅｏｏｃ，ｉｕ５００，ｉａ
３ＳｈｏｆｏｐｔｒｎｏｔｌＧｉｎｉｒｔｆｌｔｎｃｅｈｏｇ，ｕｌ４０４ｈａ．ｃｏｌＣｍｕｅｄｎｒ，ｕｌｖｓｏＥｅｒｉＴｃｎｌｏａＣｏｉＵｎｅｉｙｃｏｏＧｉｎ５１０，Ｃｉ）ｙｉｎ
（．１中国传媒大学数字技术与艺术研发中心，北京１０２；．口经济学院信息工程学院，南海口５００；００４２海海７２３３桂林电子科技大学计算机与控制学院，广西桂林５１０）．４０４
摘要：了提高水面波动效果模拟的实时性并保持真实感，出一种基于可编程图形处理器（Ｐ）为提ＧＵ的向量代数运算模型，并使用该模型求解水波动方程以加速水波仿真过程。给出了模型的数据结构定义和数据操作设计，二维水波微分方程进对行离散化处理，将其表达为矩阵矢量相乘的形式，采取共轭梯度法进行求解，再以获得代表水面的高度图。通过高度图信息来生成法线，而获得水面反射和折射效果。实验结果表明，算法充分发挥了ＧＵ的高速性能优势来求解复杂的水面波从该Ｐ
ｓｌｅｙｏｊｇｔｇａｉｔｔｏ．ｉａｙｔｔｐｌｒｎｅｉｇｓｃｉｅｏｔｅｅｈｍａｒｖｄｎｅｏｍａｉｆｒｔｎｏｖｄｎｕａｅｒｄｅｈｄＦｎｌ，ｈｗａｒｐｅｅｄｒｈｖｄｒｍｉｔｐｏｉｉｇｈｒｌｏｍａｉｂｃｎｍｅｌｅｅｒｉｎｉａｅｆｈｈｇｐｔｎｎｏ
ＲＡＮａ —ｈｎ．Ｓｉ — ｏｇＺｈｏｃｕＨＩＭｎｙｎ
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ＣＮａ－ｎ，ＺＡＮｏｇｓｎ，ＱＩＣｅ —ｕｎＪＡｅ＿ｏ，ＨＥＸｉｎｊＨｕＹｎ —ｏｇＮｈｎｇａｇ，ＩＮＧＷｌｂｎ
ｓｒｅｙｔｅｗａｅｅｕｔｎＦｒｔ，ｔｅｄｔｒｃｕｅａｄｄｔｐｒｔｎｒｌｒｓａｌｈｄｔｅｅｎｅｓｆｅｔｒｏｕｔｎｃｂｄｂｖｑａｉ．ｉｓｌｉｈｏｙｈａｓｕｔｒｎａａｏｅａｉｅａｅｅｔｂｉｅｍｅｔｈｅｄｖｃｏｍｐｔｉａｔｏｕｓｏｔｏｃａｏ
ｕｅｙｔｅｃｍｐｔｔｎｏｇｔｅｅｔｎａｄｒｆａｔｏ．Ｅｘｅｍｅｔｌｅｕｔｓｏｔａｅａｇｒｈｉｅｃｅｔｏｓｓｄｂｏｕａｉｆｌｈｆｃｉｎｅｒｃｉｎｈｏｉｒｌｏｐｒｎｓｌｈｗｔｌｏｔｍｆｉｎｉｌｔｅｌｉｉａｒｓｈｔｈｉｓｉｔｍｕａｅｒａ— ｍｅｔ
ＡｂｔａｔＡｏｅＵａｅｅｔｒｏｕａｉｎｍｏｅｓｒｐｓｄｔｒｖｅｓｍｕａｉｎｏｗａｅｐｉ，ｗｈｃｈｓｃｌｅｓｒｃ：ｎｖｌＧＰｂｓｄｖｃｏｍｐｔｔｏｄｌｏｏｅｉｃｉｐｏｍｐｏｅｔｈｉｌｔｆｔｒｉｐｅｏｒｉｈｉｐｙｉａｌｄ — ｓｙ
ｍｏｅ．Ｓｃｎｌ，ｔｅｗａｅｅｕｔｎｇｖｍｉｇｔｅｗａｅｐｌｓｒｎｆｒｄｄｓｒｔｌｔｅｔｒｄ１ｅｏｄｙｈｖｑａｉｏｅｎｔｒｐｅｉｔａｓｏｍｅｉｃｅｅｙｉｏｖｃｏｌｐｉａｉｎｗｈｃｕｄｂｏｈｉｒｎｍｕｔｌｔ，ｉｃｏｉｈｗｏｌｅ