王怀兵，徐 新,2,3，陈姚节*,2,3

(1.武汉科技大学 计算机科学与技术学院，湖北 武汉 430065；2.智能信息处理与实时工业系统湖北省重点实验室，湖北 武汉 430065；3.冶金工业过程国家级虚拟仿真实验教学中心，湖北 武汉 430065)

0 引 言

船行波是船舶在海面上航行时与海面及波浪撞击所产生的一系列浪花飞溅、液滴、气泡等各种现象形成的水面波。按照船行波所产生的位置不同，可以将船行波分为船首浪和船尾浪。由于船行波是一个非常复杂的水面波，极大地受船舶运动、船舶形态、风、水流速度和方向以及海面上的波浪等因素的影响，没有光滑、好定义的表面，其运动形态既有规律性又有随机性，在构成与动力学、光学交互等方面又非常复杂，所以一直以来针对船行波的三维仿真是一个复杂的问题，不能使用一个简单的模型来对其进行仿真。近年来，随着计算机与虚拟仿真技术的不断发展，对于船行波的模拟仿真在许多领域得到了广泛的应用，但是如何更加逼真地对船行波以及船舶浪花进行仿真仍是一个难点，需要重点研究。目前对于船行波的仿真主要分为以下几个方向。

最简单的实现方法是利用粒子系统的特性，仅仅在视觉上实现船行波的效果，马天等人使用该方法进行了实现[1]。但由于该方法在视觉上实现了船行波的浪花效果，并没有实现船舶与海面的交互效果，所以仿真的效果不够真实。为了获得真实的仿真效果，研究者们基于船行波运动的物理规律，提出了基于物理模型的船行波模拟方法，Landrini等人[2]、王顺利等人[3]通过该方法进行了实现，但由于这种方法计算过于复杂，无法满足实时性的要求。……