[发明专利]一种基于随机腐蚀模型和视差映射的舰船腐蚀仿真方法

权利要求书

1.一种基于随机腐蚀模型和视差映射的舰船腐蚀仿真方法，其特征在于，具体的实现步骤如下：

步骤1.制作三维模型、海洋场景模型、舰船模型，利用3D Studio Max软件对整体模型优化；

步骤2.建立随机腐蚀模型，并获得某一时刻的腐蚀数据信息，生成舰船船体的腐蚀纹理和高度图；

步骤3.对高度图进行高度调整，通过视差映射方法对高度值进行缩放和偏移，并对偏移值进行校正，为纹理添加自遮挡和自阴影效果；

步骤4.基于LOD动态纹理加载技术，根据舰船模型与摄像机的距离动态加载不同分辨率的贴图纹理；

步骤5.实时显示舰船船体腐蚀仿真效果。

2.根据权利要求1所述的一种基于随机腐蚀模型和视差映射的舰船腐蚀仿真方法，其特征在于，步骤1的具体过程为：

步骤1.1.对船体和场景建模；

步骤1.2.应用3D Studio Max的基本优化命令ProOptimizer Modifier对整体模型优化，对优化命令中的面阈值、边阈值以及对边界进行平滑，精确控制整体模型的面数和顶点数，并且保存UVW贴图通道信息和Vertex颜色信息，保持整体模型对称，维持整体模型的法线方向；

步骤1.3.导出优化后的舰船模型到已建好的海洋场景中。

3.根据权利要求1所述的一种基于随机腐蚀模型和视差映射的舰船腐蚀仿真方法，其特征在于，步骤2的具体过程为：

步骤2.1.建立腐蚀模型，输出腐蚀数据拟合曲线，腐蚀模型公式为

d_c(t)＝a(t-T_c)^b

其中T_c表示达到此时间时腐蚀保护系统失效，a为第一金属腐蚀量参数，b为第二金属腐蚀量参数；

步骤2.2.根据腐蚀数据拟合曲线确定此年份所对应的腐蚀量、腐蚀纹理中的腐蚀分布；

步骤2.3.使用纹理生成工具腐蚀纹理和高度图。

4.根据权利要求1所述的一种基于随机腐蚀模型和视差映射的舰船腐蚀仿真方法，其特征在于，步骤3的具体过程为：

步骤3.1.调整高度图，利用程序导入顶点法线的方法把高度图转换成法线图，公式为

F_bumpCo_l＝(S_bumpCo_l-0.5f)×2

其中S_bumpCol为法线图中导出的法向矢量，F_bumpCol为变换后法向矢量，f为变换参数；高度值取反公式为

Offset＝-h·V_{x,y}/V_{z}

其中h为初始纹理贴图坐标T₀在输入高度图中检索到的高度值，V_{x,y}为视向量V在t、b轴上的分量合成，V_{z}为视向量V在切平面空间W轴上的投影；原始采样纹理坐标变换公式为T₁＝T₀+h·V_{x,y}/V_{z}

对高度值的取值范围进行变换，高度值的取值变换公式为

h_Sb＝h×s+b

其中s为高度值的缩放因子，b为高度值的偏移量；根据h_Sb计算纹理坐标的偏移量公式为

Offset＝h_Sb·V_{x,y}/V_{z}

步骤3.2.对偏移值进行校正，计算视差纹理映射的偏移值，公式为

Offset＝h_Sb·V_{x,y}

步骤3.3.为纹理添加自遮挡和自阴影效果，最初的高度值h₀的值设置为1，高度图采样中h₀对应的采样高度值为h₁，当h₁小于h₀的值时，采样点向着远离视点光线的方向向左移动，直到h₁大于h₀时，停止对高度图的采样。

5.根据权利要求1所述的一种基于随机腐蚀模型和视差映射的舰船腐蚀仿真方法，其特征在于，步骤4的具体过程为：

步骤4.1.加载舰船模型，并将腐蚀纹理处理为三种不同分辨率的腐蚀纹理；

步骤4.2.程序加载全部三种腐蚀纹理；

步骤4.3.将分辨率最低的腐蚀纹理添加到舰船模型表面；

步骤4.4.计算摄像机与舰船模型的距离；

步骤4.5.根据不同的距离更换不同分辨率的腐蚀纹理。