偏微分方程数值计算在虚拟现实中应用与研究

摘要：

随着虚拟现实(Virtual Reality,VR)相关硬件的发展以及软件技术的日趋成熟,VR技术正在进入人们的日常生活.然而不可否认,VR的核心问题之一——物理真实感依然没有很好的解决.其原因大多都是由于解算模型控制方程耗费了大量的时间,从而迫使人们采用牺牲精度的方法以满足实时性的要求.而许多的物理模型的解算都归结于偏微分方程求解,因此如何准确高效快速的求解偏微分方程(PDE)和PDE方程组对于提升虚拟现实系统的物理真实感有着至关重要的作用.本文从求解典型PDE出发,建立相应的PDE求解器,并对计算结果进行验证.最后将该思想应用于计算流体力学领域,通过对流体力学中的NS方程和水力学中的浅水波方程的求解,得到计算区域的速度场或高度场,并且对结果进行验证.结果表明,该方法具有较高的可信度.

关键词：虚拟现实、PDE、数值计算、物理真实感

所属期刊栏目：39

分类号：TP391(计算技术、计算机技术)

资助基金：863 课题2015AA016404;海洋公益性行业科研专项201505017-4;中央高校基本科研业务费专项资金资助3132016310

在线出版日期：2017-09-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：164-169