用OpenGL模擬一個水面的（涉及流速和壓強）大概需要哪幾步？

02-09

如題，畢業設計，目前還沒有頭緒，希望先了解一下大致步驟，最重要的是想知道有多少工作量需要多久

問題提供的信息很不足，我只能猜。

你說的應該是模擬，而不是渲染，才會需要流速和壓強？那樣的話，就不能用FFT的方法了，得用Navier–Stokes方程來解流體。這裡有個參考 GPU Gems - Chapter 38. Fast Fluid Dynamics Simulation on the GPU。

看你需要什麼樣的水面。實時渲染水面一般有以下幾個點:

1.反射rt:攝像機乘上水面平面的反射矩陣反繞序渲染一遍場景。

2.折射rt:同上，不同的是乘上折射矩陣。

3.水下霧:以上兩張rt根據攝像機遠近疊加（一般是菲涅爾公式*攝像機距離），攝像機越遠，反射越多，折射越少。

4.波浪:一般有兩種方式，第一種是法線貼圖，取法線與攝像機距離的點積決定折射度，取法貼uv偏移做水流動。第二種fft波計算網格頂點，模擬真實波浪。推薦後一種，較真實，能交互。

5:亮斑:我的做法是直接高光貼圖+鏡面反射計算。（看起來效果不太理想，你要做可以查其它資料）。

6.水紋投射:fft波網格做個描邊。

以下是一個webgl的水演示:http://madebyevan.com/webgl-water/

你要做模擬還是渲染；做模擬的話和 OpenGL 無關

如果模擬的話，簡單來說寫一個淺水方程，然後寫一個差分方式。這個比較簡單，基本上只是一個大作業的難度（因為我大作業寫得就是這個）

主要是兩點：

1. 為了防止 blow-up 一般需要用 spectral method 濾掉高頻；或者用粒子採樣+Kernel Function（似乎叫做 SPL 方法）

2. 格點選擇；pressure/temperature grids和 velocity grids需要差 1/2；當然用 SPL 方法就不要管這個

3. 時間差分；不過如果 project 夠簡單可以直接上 RK4 無腦擼，但是現實中一般會用 implicit 或者 half implicit 方法擼

如果要節省時間需要 MPI 幫助。

你可以考慮看本計算流體力學的書；或者去你們的 Applied Math 或者 Physics 或者 Engineering 抓相關老師問問

比較簡單的方法：《GPU Gems》中介紹的採用疊加Gerstner波的方法來渲染水面。

主要步驟:

1.通過數學方法產生水面的網格。

2.添加水面的材質。

3. 增加光照計算。

還有用FFT方法的。

參考：水面的簡單渲染 – Gerstner波：水面的簡單渲染