[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

说明书

本发明提供一种基于随机腐蚀模型和视差映射的舰船腐蚀仿真方法，制作整体模型和舰船模型，利用3DMax软件对整体模型优化；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；调整高度图，通过视差映射方法对高度值进行缩放和偏移，校正偏移值，为纹理添加自遮挡和自阴影效果；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；实时显示舰船船体腐蚀仿真效果。利用随机腐蚀模型可以更符合复杂多变的海洋环境对舰船船体腐蚀的影响，保证仿真的真实度；利用优化的视差纹理映射和LOD动态加载技术可以使得程序在保持物体绘制的真实感的情况下可以提高物体模型的绘制效率。

技术领域

本发明属于计算机视觉和计算机仿真领域，具体涉及一种基于随机腐蚀模型和视差映射的舰船腐蚀仿真方法。

背景技术

随着科学技术的飞速发展，人们对于未知世界的渴望以及对视觉的冲击感的要求越来越高。中国毗邻海域面积较广，与领国冲突较多，海军力量的发展势在必行，保卫国家安全义不容辞。面对海军装备的技术要求高，训练和演习环境复杂，对官兵的技术操作要求相对也高。也就要求研发出高科技的海军装备以及测试装备的环境，使得海军装备的研发成本高，保密工作要求严格。利用虚拟仿真方法，可以模拟不同海域的海洋环境和海洋战场，可以减少军事预算还可以减少官兵伤亡，大大的提高工作效率。

由于海洋环境差异较大，造成腐蚀问题的研究相对复杂。海洋环境是海上舰船设备的基础研究技术之一，对于舰船设备的安全性高，隐蔽性强的特点，无疑对海洋环境的分析和研究有实际的应用价值。海军设备的发展以及舰船金属材料在海洋环境中的腐蚀问题，成为中国军事设备安全方面至关重要。综合考虑海洋环境的多变性、复杂性、不稳定性的条件下，运用三维模型和粒子效果更好地模拟海洋环境。为了更真实的模拟海上装备所用的金属材料腐蚀现象，在海上装备后期设备保养维修和辨别不同时期海上事故发生时间方面有一个参考的三维腐蚀模型。因此，对金属材料的海洋腐蚀进行仿真研究具有实际借鉴价值。

本发明针对舰船腐蚀的模型进行仿真研究，通过对现有舰船的腐蚀模型曲线的分析，总结舰船腐蚀数据，根据舰船腐蚀数据，用随机腐蚀模型对现有腐蚀数据进行拟合出新的腐蚀曲线。再通过得出的腐蚀数据形成腐蚀纹理和腐蚀高度图，运用视差映射和LOD动态加载技术将舰船腐蚀效果仿真出来。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种基于随机腐蚀模型和视差映射的舰船腐蚀仿真方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种基于随机腐蚀模型和视差映射的舰船腐蚀仿真方法，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。

所述的步骤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。