本程序用作虚拟海洋建模中近海岸卷浪的生成和绘制. .pdfVIP

本程序用作虚拟海洋建模中近海岸卷浪的生成和绘制，当前版本只支持小场景的计算和绘

制，支持1024*768的屏幕分辨率，可以在场景中漫游，从不同的角度，距离观察模型，实

现了一定的交互，可以对风速的变化做出实时的响应。

核心算法：

founier算法可以生成不带卷浪效果的波形，因此我们以founier模型为基础，适当改进该算

法，使之适应我们的需要，改进算法的本质是：适当选取近海岸的一段范围，对这段范围重

新计算，使原来由founier模型所计算得到的结果有我们的改进算法的结果替代之，我们的

改进的算法即是专门用来计算卷浪的。

改进算法的核心：

由于一个卷浪的生成是一个过程，因此我们要在一段时间内追踪需要重画的范围，并使之成

为时间和空间上的连续、光滑的变化过程。鉴于卷浪本身的特性，我们将一个卷浪的生命周

期分为3段：

1.从正常状态变为卷起状态，直到卷起的浪尖下探碰到水面为止。

2.从浪尖接触到水面到该范围段整体移动到岸边并冲上海滩

3.该段范围回退一定的长度，并在这段时间内逐渐恢复到按照founier模型所计算出的结

果，同时在这个阶段的起点开始另一个卷浪。

该算法的难点就是如何保证改进算法所得到的结果和原模型结果的平滑过渡，以及所选择范

围在整个生命周期内的光滑、连续的过渡。

程序主要模块：

该程序主要有以下几部分组成：

1.窗口的产生、销毁、消息的传递；绘图环境的设置；数据的渲染；其它数据的初始化（包

括地形、纹理、海浪、控制及粒子系统）。

2.控制部分（Cinput）：该类具有一个缓冲区，用来保存按键的相应的状态，当相应的键按

下时该键置位，表示设置该选项，再按下按键时该键复位，取消其功能。通过该类的

ProcessKeys()和SetGLState()实现。控制功能包括绘制模式（线框、表面），纹理开关，

灯光开关，雾开关，可以方便的添加其它控制参数

3.地形系统：建立一个平滑的地形，负责向海浪绘制部分提供水深数据，通过该类的

InitTerrian()和GetPositionHeight（）实现。当前的地形比较简单，只是一个光滑曲面，

可以通过该类的另一个接口CreateHill（）在原来的地形之上创建“小山”，DrawTerrain()

调用可以绘制地形

4.纹理系统：提供了统一的纹理接口。初始化时，将所有要用到的纹理加载到内存中，同

时给相应的纹理分配一个ID号,通过InitTexture()和LoadBmpTexture（）实现，当我们

使用某一个纹理的时候，调用UseTexture（）并指定对应的ID就可以使用该纹理了。

5.粒子系统：提供一组缓冲区，用于存储粒子运动数据，该类提供的实用接口有三个：

GenerateFoam()产生一个空缓冲区，Refresh()更新缓冲区队列，将生命值小于0的泡沫剔

除，保持有效数据在缓冲区的前部，提高执行效率，DrawFoam()绘制泡沫。

6.Cbezier类提供了生成Bezier曲线的方法，给定4个点，可以生成一段Bezier曲线。该

类主要用于地形的生成和卷浪的计算

7.波浪计算系统：Cwave类，该类是本程序的核心类，实现了founier算法，并在其基础

之上进行重算，实现卷浪效果。具体说明如下。

Cwave类设计说明：

重要的数据结构：

structWaveLine

{

floatx,y,z;

};

存储波浪点的三维数据

structWaveSegment

{

DWORDCurrentState;//波浪的当前状态

intStartIndex;//对应于当前状态的索引起始点\

intEndIndex;//（以后的版本中应用实际位置代替）

floatStageTime;//经历本状态段所需要的总时间

floatRemainTime;//距离下一状态的剩余时间

intFitLength;//由CurrentState决定\

intScaleIndex;//不同状态有不同的用途

};

波的不同状态

#defineWS_STATE_NORMAL0//通常状态

#defineWS_STATE_CURVE0//卷状态

#define