【摘 要】
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近年来，随着海洋成为国家战略性资源，海战的实体建模和战场实况仿真的研究也越来越受到关注和研究。虚拟现实技术已成为开发研制大型海军电子信息系统、复杂舰载武器装备、海战
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近年来，随着海洋成为国家战略性资源，海战的实体建模和战场实况仿真的研究也越来越受到关注和研究。虚拟现实技术已成为开发研制大型海军电子信息系统、复杂舰载武器装备、海战作战环境下多武器平台和模拟海战战况的重要工具。舰艇尾浪在提高海战虚拟环境的真实性和用户的沉浸感方面发挥着重要的作用。针对海战虚拟环境中对舰艇尾浪模拟的需要，本文提出了一种基于单视点视频对舰艇尾浪进行三维重建的方法。论文首先对视频图像进行预处理，从视频图像中提取尾浪区域。然后基于Shape FromShading(SFS)方法计算舰艇尾浪的高度场，生成尾浪网格模型。接着用高度场计算舰艇尾浪表面的法线和速度场，最终生成符合浅水模型的舰艇尾浪三维模型。本文用多层优化的方法减小了浅水模型的尾浪表面和用SFS方法计算的尾浪表面之间的误差。该方法能够在保证模型复杂度不变的前提下优化舰艇尾浪表面的三维效果。为了提高计算速度，论文基于Compute Unified Device Architecture(CUDA)架构实现了舰艇尾浪高度场、速度场和法线的快速计算。实验结果表明，本文提出的算法不仅能够重建出较真实的三维舰艇尾浪，而且在真实感与实时性之间取得了一个较好的平衡，能够满足实际应用的需要。
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