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基于GPU加速的实时海浪模拟研究的中期报告
摘要：
本中期报告介绍了一项基于GPU加速的实时海浪模拟研究。首先，我们简要介绍了海洋冲浪的物理原理，以及实时海浪模拟的重要性和应用场景。随后，我们讨论了基于GPU加速的计算机图形学技术和相关算法，并且介绍了我们所采用的GPU加速技术（CUDA）及其在海浪模拟中的应用。
然后，我们详细介绍了我们所开发的基于CUDA的实时海浪模拟系统的设计和实现。该系统包括海浪生成、海浪传播、海浪渲染三个主要模块。在海浪生成模块中，我们使用了基于随机噪声的海浪生成算法，并利用CUDA把算法并行化实现加速。在海浪传播模块中，我们采用了基于菲涅尔衍射定理的海浪传播算法，并且利用CUDA加速计算。
最后，我们展示了实时海浪模拟的结果，并进行了性能测试和分析。测试结果表明，利用CUDA进行加速的实时海浪模拟系统可以达到较高的帧率，并且能够满足实时模拟的要求。
关键词：海洋冲浪；GPU加速；计算机图形学；CUDA；海浪模拟
Abstract:
Thismidtermreportintroducesareal-timeoceanwavesimulationstudybasedonGPUacceleration.First,webrieflyintroducethephysicalprinciplesofoceansurfing,theimportanceandapplicationscenariosofreal-timeoceanwavesimulation.Next,wediscussGPU-acceleratedcomputergraphicstechnologyandrelatedalgorithms,andintroducetheGPU-acceleratedtechnology(CUDA)weadoptedanditsapplicationinoceanwavesimulation.
Then,wedetailthedesignandimplementationofourCUDA-basedreal-timeoceanwavesimulationsystem.Thesystemincludesthreemainmodules:wavegeneration,wavepropagation,andwaverendering.Inthewavegenerationmodule,weusedawavegenerationalgorithmbasedonrandomnoiseandparallelizedthealgorithmwithCUDAforacceleration.Inthewavepropagationmodule,weadoptedawavepropagationalgorithmbasedontheFresneldiffractiontheoremandacceleratedthecalculationwithCUDA.
Finally,weshowtheresultsofreal-timeoceanwavesimulationandconductperformancetestingandanalysis.Testresultsshowthatthereal-timeoceanwavesimulationsystemacceleratedbyCUDAcanachieveahighframerateandmeettherequirementsofreal-timesimulation.
Keywords:oceansurfing;GPUacceleration;computergraphics;CUDA;wavesimulation.