海浪模拟一直是计算机图形学领域中的一个研究热点和难点。在很多的三维游戏、模拟训练和影视特效中,大规模、逼真的海浪场景成为不可或缺的重要内容。海浪模拟涉及的范围十分广阔,并且海浪运动规律十分复杂,受到自然界中各种力的作用与影响,因而很难用合适的模型来描述。同时,海浪作为动画场景的背景,对其真实感和实时性也有较高的要求。所以研究海浪运动模型,实现海浪实时模拟有非常重要的意义。海浪模拟的关键是模拟海浪的运动过程和对海浪的真实感绘制。在一些交互性要求比较高的场景中,实时性也是一个重要指标。本文以统计模型的海浪模拟为基础,利用CUDA的并行计算和图形硬件的可编程性,实现了实时的海浪模拟。本文的主要研究工作如下:1.以快速傅立叶变换方法生成海浪表面的算法为基础,利用NVIDIA公司的通用图形处理器的高级编程工具CUDA,将FFT运算从CPU移至GPU上执行,提高了海浪高度场的生成速度。同时,还将并行计算运用到了频谱和顶点法向量的生成中,大大减少了GPU和CPU之间的数据传输。2.在划分海面网格时,为了提高渲染效率,通常采用细节层次技术。本文论述并实现了另一种海面网格生成方法——投影网格算法。这种方法是用规则网格经过“投影”后产生的网格替代传统方法中世界空间里的矩形规则网格,使得网格采样过程符合人眼视觉系统。3.在绘制海浪时,充分利用图形硬件的可编程技术和顶点、向量、纹理、顶点索引缓冲区技术,实时绘制了真实感很强的海浪。