一种航海模拟器场景中海冰动态建模方法

摘要

本发明公开了一种航海模拟器场景中的海冰动态建模方法，包括以下步骤：基于四叉树空间划分技术动态管理整个海冰场；确定海冰模型状态；对于单体可破海冰模型进行动态碎冰建模。本发明将四叉树技术应用于重复模型的场景管理中，因为海冰模型的生成、破碎、消融、冻结，非常适合属性结构的存储，而且整体海冰面可以看成为单层，这就使得没必要应用更为复杂的八叉树来管理三维场景，对后续的破碎、冻结和消融等动态过程起到了前期简化的作用，这对这视景系统的实时性有了很大的提高和优化。本发明将Voronoi图算法经优化加入应用于海冰动态建模，目的使其在发生船冰碰撞时，形成破碎模型相对逼真的符合现实自然情况，增强了海冰破碎的真实感。

主权项

一种航海模拟器场景中的海冰动态建模方法，其特征在于：包括以下步骤：A、基于四叉树空间划分技术动态管理整个海冰场A1、预先按四叉树的层次划分海冰场位置网格；A2、根据船舶位置循环遍历所在海冰场各层，并判断末层叶节点是否生成；如果末层叶节点生成，则转步骤A5，否则，转步骤A3；A3、若未生成末层叶节点，则创建船舶所在位置层的子节点，在视景中表现为当前层的每块海冰模型被4块子层的模型代替；A4、直至末层叶节点生成，循环判断结束；A5、在冰块重新冰冻阶段，逐渐从末层删除叶节点，二维上表示为化四为一，重新生成四叉树路径，此过程是A2到A4的逆过程；B、确定海冰模型状态B1、输入船舶运动状态，监测与船舶发生接触的海冰模型；B2、对海冰模型进行碰撞检测，确定相互接触海冰模型的数量N，并令i=1；B3、计算第i个冰块的体积Vi，并判断是否大于参考体积Vlim，若大于参考体积Vlim则将该冰块模型标记为可破冰块；否则将该冰块模型标记为不可破冰块；B4、判断i是否大于N，若i不大于N，则令i=i+1，转步骤B3；若i大于等于N，则转步骤B5；B5、将未与船舶接触的海冰和水下冰模型标记为不可破冰块，应用牛顿动力学计算海冰运动状态；B6、将海冰对船的作用力反馈船舶运动状态并更新海冰模型状态；C、对于步骤B中单体可破海冰模型进行动态碎冰建模C1、读取叶节点，将其标记为可破冰的单位海冰模型；C2、在单位海冰模型中随机撒布种子点；C3、根据Voronoi图的生成方法生成每个种子点的Delaunay三角形；C4、连接Delaunay三角形的外接圆心得到对象模型表面的Voronoi多边形划分；C5、按照Voronoi多边形划分构建碎冰模型。