在水利信息学领域,科学计算可视化是一个很有用的显示波浪信息的工具.当波浪从深海传播到近岸浅海区域,和建筑物发生相互作用,建筑物周围的波高分布是很复杂的.该文研究了各种水波数学模型,选择基于Boussinesq方程的数学模型来模拟近岸复杂波浪场,该模型具有计算量合适且能够模拟出复杂波浪现象的能力.波浪场动态显示的主要工作为使每个时刻的波面细节更加丰富,同时使用到的波浪面数据尽可能的少.将不同时刻的波浪场进行连续播放,就可以得到逼真的波浪场运动的可视化三维图形.构造三维波面曲面时采用三角形拼接法.波浪计算中采用的有限差分法一般采用矩形网格,因此计算中产生的波浪数据是若干个时刻的二元矩形网格的数据场.另一方面三角形法是现有的曲面构造方法中最简单的,所需数据量较少.针对这个特点,将矩形网格中每个单元网格划分为两个三角形.用这些三角面片进行无缝拼接以逼近真实的波浪面,构造出三维的波浪曲面.在计算波浪的光照效果过程中需要计算波浪表面的法矢量.一般的方法为表面梯度算法和三角形法矢量算法.该文采用三角形矢量法.在观察波浪面时,该文采用了层次显示技术.空间采样频率关系到数据量的多少和计算的速度.该文比较了相同面积和相同的观察距离的波浪场在不同网格密度情况下图形的显示质量,发现图形显示质量与网格密度和特征波长有关.该文提出在一个特征波长的长度上的最佳采样频率为10.动态显示使用了一序列连续时刻的波面数据.对规则波而言,需要在一个特征周期上时间采样频率达到2 5次,对于不规则波,时间采样频率应该适当增加.