分形理论是近些年来发展起来的一门新学科,主要用来描述自然界和非线性系统中不光滑和不规则的几何形体。海面作为自然界一个重要的组成部分,一直是国内外学者研究的课题之一。但是,海洋的广阔性和海洋运动的随机性增加了海洋仿真的难度,使用分形来仿真自然景物成为一个重要的研究分支,并且取得了许多成果。本文使用分形噪声中的Perlin噪声结合海浪谱理论来仿真海面。Perlin噪声比较广泛的应用在真实感渲染过程中生成物体的表面纹理和细节。这种噪声具有分形特性,并且是连续的,这在海面仿真过程中能够很好的表现海面的细节层次和动态连续性。但是在Perlin噪声生成的高度场中不包含海面的真实因素,本文利用海浪谱公式计算海面在特定风速时海洋波的频率和振幅,并将其结合到Perlin噪声算法中,使噪声生成海面高度场过程中的海洋数据更接近真实。与水面的交互是仿真中表现真实感的一个重要因素,本文在仿真中实现了一种鼠标和水面交互的方法,并且和海面仿真过程很好的结合。现在,GPU硬件的性能和编程的灵活性都取得很快发展。使用GPU进行硬件加速渲染是研究的热点,同时使用GPU来进行通用并行计算也在快速发展中。nVidia公司推出用GPU进行通用并行计算的CUDA架构,这使得使用GPU进行通用计算更加容易。本文在仿真的实现中将海面高度场的计算过程、海面与鼠标的交互和海面渲染过程都完全由GPU来计算,充分的利用了GPU强大的并行计算能力。