Durch die Entwicklung von immer leistungsfähigerer und flexiblerer Graphikhardware auch im PC-Bereich, die eine realistische Darstellung von zum Beispiel Wasseroberflächen mit sehr hohen Bildwiederholungsraten erlaubt, rückt die Simulation von Fluiden in Echtzeit, immer mehr in den Interessenbereich der Computeranimation. Die eine Wasseroberfläche auszeichnenden Eigenschaften wie Reflexion und Brechung des Lichts waren bisher, wenn überhaupt, nur mit sehr hohem Aufwand in einer Echtzeitdarstellung realisierbar. Die neuen Entwicklungen in der Graphikhardware, die insbesondere durch den Spielebereich vorangetrieben werden, wie die Vertex- und Textureshader-Einheiten, ermöglichen es nun, eine realistische Repräsentation einer Wasseroberfläche mit ausreichender Geschwindigkeit darzustellen.

Ziel dieser Arbeit war die Bereitstellung eines Simulationsmoduls für einen, in einer parallel durchgeführten Studienarbeit entwickelten, Renderer zur hochqualitativen Darstellung von Fluidoberflächen, insbesondere von Wasseroberflächen, der die erweiterten Möglichkeiten, die die neuesten Generationen der PC-Graphikhardware bieten, ausnutzt. Dieses Simulationsmodul berechnet, ausgehend von den Navier-Stokes Gleichungen für inkompressible Fluide, ein Höhenfeld, das die Wasseroberfläche beschreibt. Aus Geschwindigkeitsgründen wird aber keine vollständige räumliche Simulation durchgeführt, wie sie eigentlich für ein Strömungsproblem mit freier Oberfläche nötig wäre. Stattdessen wird eine zweidimensionalen Strömungssimulation berechnet und aus den dabei erzeugten Daten das Höhenfeld generiert. Dabei werden insbesondere Randbedingungen an Hindernissen und ein- und ausströmende Anteile berücksichtigt.