海洋污染是目前世界面臨最重要的環(huán)境問(wèn)題之一,針對(duì)大規(guī)模海面模擬時(shí)海面網(wǎng)格建模計(jì)算量大,以及海洋表面污染物擴(kuò)散細(xì)節(jié)不足的問(wèn)題,提出一種結(jié)合投影網(wǎng)格和元胞自動(dòng)機(jī)的方法來(lái)動(dòng)態(tài)模擬大規(guī)模海洋表面污染物的擴(kuò)散漂移.首先,利用投影網(wǎng)格算法進(jìn)行海面建模,以減少計(jì)算量;其次,采用二維元胞自動(dòng)機(jī)對(duì)海面中污染物的擴(kuò)散漂移過(guò)程進(jìn)行模擬,并引入濃度因子增加元胞自動(dòng)機(jī)模擬污染物擴(kuò)散的細(xì)節(jié),利用高斯平滑濾波改善傳統(tǒng)邊界細(xì)節(jié)不足;然后,采用四叉樹(shù)算法簡(jiǎn)化海面網(wǎng)格,提高繪制效率.最后,設(shè)計(jì)多組分析對(duì)比實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,該方法能在實(shí)時(shí)狀態(tài)下,繪制具有真實(shí)感的大規(guī)模海面污染物擴(kuò)散.

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【部分圖文】：

圖1優(yōu)化的投影網(wǎng)格算法示意圖

傳統(tǒng)的投影網(wǎng)格算法通過(guò)在投影空間中創(chuàng)建規(guī)則的網(wǎng)格，并將網(wǎng)格投影到世界空間中的基準(zhǔn)平面上，最后根據(jù)高度場(chǎng)函數(shù)移動(dòng)頂點(diǎn)．但是當(dāng)視線(xiàn)方向與基準(zhǔn)平面平行時(shí)，視線(xiàn)方向與基準(zhǔn)平面不相交，該算法失效．同時(shí)視點(diǎn)高度小于基準(zhǔn)平面時(shí)，該算法也會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題．為解決上述問(wèn)題，應(yīng)用改進(jìn)的投影網(wǎng)格算法，通過(guò)引....

圖2四叉樹(shù)算法簡(jiǎn)化網(wǎng)格示意圖

在大規(guī)模海面的污染物擴(kuò)散模擬過(guò)程中，元胞自動(dòng)機(jī)和投影網(wǎng)格需要大量的離散數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)往往會(huì)降低繪制速率．引入四叉樹(shù)算法提高場(chǎng)景繪制速率．將海面平面分割成四個(gè)相等的四邊形，依次迭代細(xì)分，直到滿(mǎn)足繪制的網(wǎng)格分辨率或給定的閾值為止．每次迭代出的四邊形都為四叉樹(shù)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)....

圖3不同分辨率下模擬海面與文獻(xiàn)[1]對(duì)比實(shí)驗(yàn)

圖4中為本文算法與文獻(xiàn)[3]海面波浪效果圖，圖4(a)為文獻(xiàn)[3]模擬的海面，從圖中可以看出，文獻(xiàn)[3]模擬的海面波浪真實(shí)，但文獻(xiàn)[3]并沒(méi)有考慮海面存在污染物的情況;而圖4(b)為本文拓展海面存在污染物時(shí)海面波動(dòng)的效果圖，在實(shí)時(shí)的條件下，大大提高真實(shí)感．圖4與文獻(xiàn)[3]對(duì)比實(shí)....

圖4與文獻(xiàn)[3]對(duì)比實(shí)驗(yàn)

圖3不同分辨率下模擬海面與文獻(xiàn)[1]對(duì)比實(shí)驗(yàn)圖5展示不同時(shí)刻污染物的擴(kuò)散狀態(tài)．隨時(shí)間變化以及不同區(qū)域濃度因子的變化，污染物擴(kuò)散的范圍以及顏色的效果呈現(xiàn)不同狀態(tài)，顯著提高真實(shí)性．

本文編號(hào)：3890654