一种基于粒子系统的海面航迹并行化仿真方法

摘要

本发明为一种基于粒子系统的海面航迹并行化仿真方法，采用网格为实、粒子为虚、虚实相结合的方法来生成海面航迹，基于CUDA实现网格与粒子模型的并行化运算，结合GLSL实现GPU中的海面及航迹渲染。本发明将所有核心计算和渲染全部在GPU中进行，将模型计算和渲染在GPU中构成一个整体流程，减少了内存和显存之间的通信，充分发挥GPU并行处理能力。经过发明人试验验证表明，本发明能够在保证良好仿真效果的情况下，显著提升仿真效率。

主权项

一种基于粒子系统的海面航迹并行化仿真方法，其特征在于包括以下步骤：（1）在CPU中进行一些初始化的工作：具体包括：初始化CUDA设备、申请显存、创建FFT Plan、创建VBO、初始化粒子系统；（2）在GPU中进行海面网格的并行化运算：具体包括：求解某一特定时刻的Phillips海浪频谱的海面高度场、执行CUFFT求解Phillips海浪频谱的波浪扩散场、将计算结果输出到显存中的Global Memory；（3）在GPU中进行航迹粒子系统的并行化运算：具体包括：计算并更新粒子属性、将粒子位置映射到海面网格坐标点、计算粒子对所在位置周围网格的扰动并进行范围内扰动叠加运算、将运算结果输出到Global Memory；（4）在GPU Shader中运用GLSL对海面进行环境、光照渲染，形成动态海面航迹效果。