[发明专利]一种实时模拟水花和泡沫的方法

说明书

一种实时模拟水花和泡沫的方法，所述方法包括步骤：确定水花粒子发射源的位置；在发射源处发射水花粒子；模拟水花粒子的运动；根据水花粒子生成泡沫；模拟泡沫的扩散；渲染泡沫；对水花粒子进行渲染。本发明的实时模拟水花和泡沫的方法，应用到游戏中，可以让游戏中船舶行驶的表现效果更加完美，船舶行驶后可以看到更加逼真的尾迹。并且在图形处理器端进行模拟和渲染，完全利用了硬件的并行性特点，游戏也会非常流畅，对于游戏中的玩家，将会有更加逼真的体验。

技术领域

本发明涉及图形处理技术领域，特别是涉及一种实时模拟水花和泡沫的方法。

背景技术

目前计算机上模拟船舶行驶过程中产生的水花以及泡沫的方法主要分为两类：实时的模拟和离线的模拟。

采用实时的模拟方法模拟水花和泡沫时，一般是直接制作一个或者几个不同的粒子特效，当船舶行驶起来达到一定的速度后，在船舶的某个位置开始播放粒子特效。但是该方法模拟出来的效果不是很理想，模拟的最初需要依赖预制的粒子特效的数目，并且模拟出的喷射的粒子以及产生的泡沫都比较死板，不能够真实的模拟出现实的表现。但是这种模拟方法没有复杂的计算过程，性能比较高，对于一般的游戏而言效果可以接受，因此主要应用于游戏中。

而离线的模拟方法则在效果上能够达到较好的水平，但是计算成本和计算复杂度都比较高，不适于应用到网络游戏等需要时效性强的产品中。因此离线的模拟方法主要常见于影视作品中。

随着计算机硬件的发展，硬件的计算能力的大大提高，特别是图形处理器（GPU）的并行计算能力已经发展到一个相当高的水平，使用者已经越来越不满足于使用简单的粒子特效来解决轮船行驶过后产生的飞溅水花和泡沫漂浮的效果，而是追求更加真实的模拟效果。因此亟需提出一种比较高效地实时模拟轮船行驶过程中溅起水花特效和泡沫漂浮的方法，能够在实时渲染的游戏等产品中使用，并且既能够保证效率的问题，又能够渲染出更加逼真的效果，满足使用者对视觉效果上的追求。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种实时模拟水花和泡沫的方法，能够比较高效地实时模拟船舶行驶过程中溅起水花特效以及泡沫漂浮，有效地解决游戏等产品中水花和泡沫不够真实的问题。

为实现上述目的，本发明提供的实时模拟水花和泡沫的方法，包括以下步骤：

确定水花粒子发射源的位置；

在发射源处发射水花粒子；

模拟水花粒子的运动；

根据水花粒子生成泡沫；

模拟泡沫的扩散；

渲染泡沫；

对水花粒子进行渲染。

进一步地，所述确定水花粒子发射源的位置的步骤，是将船舶与水面的交界位置，作为水花粒子发射源的位置。

所述在发射源处发射水花粒子的步骤，进一步包括步骤：确定发射源处生成的水花粒子的初始发射方向、初始发射速度和个数。

所述模拟水花粒子的运动的步骤，进一步包括以下步骤：

根据牛顿第二定律，加速度公式a=F/m，求出水花粒子的当前加速度a，其中，F为水花粒子所受的合外力，m为水花粒子的质量；

根据速度公式v_t=v₀+a*Δt以及位移公式s=v_t*Δt，并结合一重积分求出水花粒子的位移和速度，其中，v_t为水花粒子的当前速度，v₀为水花粒子的初始速度，s为水花粒子的当前位移，Δt为时间上的分量。

所述模拟水花粒子的运动的步骤，进一步包括以下步骤：