Mô phỏng hiệu ứng sóng nước trong thực tại ảo

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

Trần Thị Thúy Mai

MÔ PHỎNG HIỆU ỨNG SÓNG NƢỚC TRONG

THỰC TẠI ẢO

LUẬN VĂN THẠC SỸ

Thái nguyên: 2014

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

Trần Thị Thúy Mai

MÔ PHỎNG HIỆU ỨNG SÓNG NƢỚC TRONG

THỰC TẠI ẢO

Ngành: Công nghệ thông tin

Chuyên ngành: Khoa học máy tính

Mã số: 60.48.01

LUẬN VĂN THẠC SỸ

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS ĐỖ NĂNG TOÀN

Thái nguyên: 2014

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan, toàn bộ nội dung liên quan tới đề tài đƣợc trình bày

trong luận văn là bản thân tôi tự tìm hiểu và nghiên cứu, dƣới sự hƣớng dẫn

khoa học của Thầy giáo PGS. TS ĐỖ NĂNG TOÀN

Các tài liệu, số liệu tham khảo đƣợc trích dẫn đầy đủ nguồn gốc. Tôi

xin chịu trách nhiệm trƣớc pháp luật lời cam đoan của mình.

Thái Nguyên, ngày…. Tháng…. năm 2014

Học viên thực hiện

Trần Thị Thúy Mai

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin gửi lời cảm ơn tới trƣờng Công nghệ thông tin và truyền thông

- Đại học Thái Nguyên, nơi các thầy cô đã tận tình truyền đạt các kiến thức

quý báu cho tôi trong suốt quá trình học tập. Xin cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa

và các cán bộ đã tạo điều kiện tốt nhất cho chúng tôi học tập và hoàn thành đề

tài tốt nghiệp của mình.

Đặc biệt, tôi xin gửi tới PGS. TS Đỗ Năng Toàn, thầy đã tận tình chỉ

bảo tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài lời cảm ơn và biết ơn sâu sắc nhất.

Bên cạnh những kiến thức khoa học, thầy đã giúp tôi nhận ra những bài học

về phong cách học tập, làm việc và những kinh nghiệm sống quý báu.

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp và những

ngƣời thân đã động viên khích lệ tinh thần và giúp đỡ để tôi hoàn thành luận

văn này.

i

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC.........................................................................................................i

MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1

CHƢƠNG I: KHÁI QUÁT VỀ MÔ PHỎNG NƢỚC VÀ BÀI TOÁN MÔ

PHỎNG SÓNG NƢỚC................................................................................... 4

1.1. Khái niệm về mô phỏng nƣớc ................................................................. 4

1.1.1. Tổng quan về thực tại ảo................................................................. 4

1.1.2. Vai trò của mô phỏng nƣớc........................................................... 10

1.1.3. Một số hiệu ứng nƣớc cơ bản ....................................................... 10

1.2. Bài toán mô phỏng sóng nƣớc............................................................... 14

1.2.1. Tổng quan về mô phỏng ............................................................... 14

1.2.2. Bài toán mô phỏng sóng nƣớc ...................................................... 16

CHƢƠNG II: MỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG MÔ PHỎNG SÓNG NƢỚC21

2.1. Đặc Điểm Cơ Bản Của Sóng Nƣớc....................................................... 21

2.1.1. Sóng cơ............................................................................................... 21

2.1.2. Những đại lƣợng đặc trƣng của chuyển động sóng ...................... 23

2.1.3. Phƣơng trình sóng......................................................................... 23

2.2. Mô phỏng bề mặt nƣớc ......................................................................... 25

2.2.1. Hiện tƣợng căng mặt ngoài........................................................... 25

2.2.2. Sự dính ƣớt và không dính ƣớt ..................................................... 27

2.2.3. Cơ sở lý thuyết của mô phỏng nƣớc ............................................. 28

2.3. Phƣơng pháp Particle-based.................................................................. 31

2.3.1. Giới thiệu ...................................................................................... 31

2.3.2. Tiến trình mô phỏng...................................................................... 32

2.3.3. Giảm mật độ kép........................................................................... 36

ii

2.3.4. Biểu diễn bề mặt (Viscoelasticity)................................................ 43

2.3.5. Va chạm với đối tƣợng.................................................................. 46

CHƢƠNG III: CÀI ĐẶT CHƢƠNG TRÌNH ỨNG DỤNG..................... 50

3.1. Bài Toán ................................................................................................ 50

3.2. Chƣơng Trình ........................................................................................ 53

3.3. Kết quả thử nghiệm............................................................................... 55

PHẦN KẾT LUẬN........................................................................................ 56

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 58