学文网随着改革开放的日益深入，在物质生活得到保证的同时，人们也越来越关注对于精神生活的享受。近年来，随着欧美日的卡通动漫产品进入我国市场，中国观众也欣赏到了高水平的卡通动漫。但与此同时，国外的产品也对我国的卡通动漫产业发展造成冲击。为了保护我国卡通动漫产业健康持续发展，卡通动漫工作者必须要提高我国的卡通动漫制作水平，更好地为观众提供高水平的卡通动漫产品。除了在故事情节上下功夫，还要在卡通动漫的绘画上进行研究。传统的绘画工艺已经不能满足现代观众对于产品质量的要求，所以与计算机结合，利用计算机的超强模拟技术，对绘画对象进行模型建立，使卡通动漫的画面惟妙惟肖。海浪作为绘画时的一个难点，尤其需要计算机技术的辅助。
1国内外对于海浪建模的主要方法
现阶段对于海浪建模的方法主要有：对几何形状进行研究建模、以流体力学为基础进行研究建模、以粒子系统为基础进行研究建模以及对海浪谱进行研究建模。
1.1对几何形状进行研究建模
对于几何形状的研究主要是从海浪的形貌上进行分析，通过曲线或者曲面函数来描述海浪的形状与状态。对于海浪形状的改变，只要改变函数内的参数，就可以使所建立的模型与实际情况同步变化。一般采用的函数包括正余弦曲线、二次函数以及B-Splines函数（***条函数）。运用正余弦函数和二次函数建立的模型，对浪的高度、频率调整快速并且易于实现，但其也有模型简单，对于复杂海浪波形无法进行模拟的缺点。对于***条函数主要分为均匀与非均匀两种。将柏林噪声与***条函数相结合使用，对于水面波的模拟比较真实，可以控制波的具体形态，可以得到复杂的海浪效果。但其具有模拟的局限性，对于广阔海面不能进行实时控制。几何形状模拟的方法对于操作设备的要求不高，并且还可以快速产生海面并能够实现实时更改，但其模拟出的场景真实性不足，使其应用范围受到很大限制。
1.2以流体力学为基础进行研究建模
以流体力学为基础的建模，主要是以海水为研究对象。将海水整体看作是由一个个质点组成，然后通过对每个质点受力的分析，模拟出质点的运行轨迹，从而达到对整体海浪的模拟。其主要分为以下几种方法：①以流体力学方程为基础，对浅水进行简化模拟，这样利用数值法就可以求解出简单的高度场；②以流体力学方程为基础，通过半拉格朗日对其求解，对于海水与周围事物的交互作用有较好的模拟效果。③以流体力学方程为基础，利用Jos Stam的方法对其求解。对于海浪的高度以及形态都有很好的模拟效果，并且可以实现实时模拟以及海水与周围物体的交互作用。这种方法由于利用流体力学知识，符合海水的客观运动规律，具有较高的仿真性，但是其在制作大面积海浪动画模拟时，庞大的计算量对于一般计算机是很难完成的。
1.3以粒子系统为基础进行研究建模
以粒子系统为基础，就是将海水看作是很多个水颗粒组成的，而每个水颗粒都有其特定的属性，例如体积、质量、运动规律、移动速度等，通过对这些属性赋值，来达到对于海水的整体进行模拟。这种方法主要用于对复杂海面情况的模拟，国外工作者通过粒子间的相互作用力来控制粒子的运行轨迹，在实现碰撞的同时，使粒子可以碎裂或融合，从而对海面复杂情况进行实时模拟。国内工作者主要与流体力学方程相或***像结合，控制粒子的速度以及运行轨迹，能够贴近实际情况模拟出船体行驶产生的浪花或是海浪冲击产生的浪花。这类建模方式可以对于浪花的细节做出仿真度很高的模拟，但无法运用到模拟整个海浪的
场景。
1.4对海浪谱进行研究建模
海浪的传播有其独特的不确定性，而作为描述海浪传播的海浪谱也是随机的。海浪谱表示海浪的能量在各种海浪中的频率与方向上的分布，所以海浪谱的绘制就是将海浪的频率、幅值等效绘制。利用反演法，以海浪谱的频率以及幅值为基础，反向推演得到海浪，就可以模拟出该种类型的海浪。一般有效的反演法就是线性迭代法。线性迭代法的基本原理就是认为不同类型的海浪谱（即拥有不同频率、幅值及相位的海浪谱）相互叠加产生一个贴近于实际的海浪。相应于海浪的海浪谱需要长时间观察海浪的各种参数才会得到，这样的海浪谱才能进行建模分析。而由海浪谱建立的模型与真实的海浪情况十分接近，而且其计算量也相对很小。但由于海浪谱只能以整个海面情况为基准进行观察而获得参数，决定了其模拟的范围只能是平静且广阔的海面，并且无法模拟周围物体对其的交互影响。
2网格划分
2.1以固定点为基准进行均匀网格划分
这种方法就是选取一个指定点，以指定点为原点建立坐标系，然后指定步长，并在X与Y方向上进行网格划分。此种方法的网格很均匀，对于海面模型的分析都处于同一个精确程度。这种方法的特点是操作简单，但由于其分析的精确度相同，会造成远景分析的精度过高而造成浪费，近景分析的精度不足而造成浪费，计算量的分配很不合理。
2.2以视点为基准进行非均匀网格划分
这种方法就是以视点为原点，以整个视觉画面为范围，网格密度从原点开始进行发散式划分，即距原点近的区域网格划分比较密集，距原点远的区域网格划分比较稀疏。非均匀的网格划分较均匀网格划分的划分操作比较复杂，但其计算分配更加合理，近景的分析精度够高，远景的分析也能满足要求。
3结束语
由于海浪的模拟在卡通动漫、游戏和海洋预报等方面的应用越来越广泛，所以对其研究日益深入，使其模拟效果的仿真度也达到前所未有的高度。通过本文介绍的几种海浪建模分析的方法，对于各种海浪模拟时进行适当的方法选择，并考虑计算机设备的计算能力做好网格的划分，相信可以得到一个比较完美的画面效果。由于计算机技术在不断进步，卡通动漫工作者也需要将新技术有效地运用到海浪的模拟中，从而使卡通动漫作品更加完美。
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