一种空间战场视景仿真系统的开发

通过分析空间战场地形模型的特点,比较了不同的地形生成算法。提出了一种用纹理简化地形文件LOD(Level of Detail)的方法,并据此创建了适用于空间战场环境的地形模型;针对Vega软件环境中碰撞检测过量占用系统资源问题,设计并实现了一种简化的碰撞检测方法;创建了由多种飞机、雷达、战车等组成的三维实体模型库;在以上几种技术的基础上构建了一个空间战场视景仿真系统。

新的点云数据精简存储方法

海量点云数据的精简存储是逆向建模的一个关键环节,针对单站地面固定式三维激光扫描点云扇形等特点,提出了一种新的点云精简存储方法——扇形网格法。对点云数据遍历一次,即完成对点云的精简、降噪与存储,并用VC++6.0编写实现。多站扫描点云的配准、拼接,如果在单站点云经过扇形网格法处理后进行,会更快速高效。在与传统点云压缩算法分析对比的基础上,对其特点进行了分析,对在战场地形数字化中的适用性进行了验证。

空地战场作战可视化仿真系统研究

采用STAGE作为作战想定编辑器,MultiGenCreator和Vega作为视景仿真开发工具,在SGI350大型图形工作站上开发了空地战场作战可视化仿真系统。解决了作战想定的二维显示、三维地形建模、UNIX系统下的视景仿真软件开发以及经由实时网络接口与分布交互仿真系统的连接等关键技术。结果表明系统具有图像刷新快,实时性好和逼真度高等优点。

基于Vega Prime的三维虚拟战场大地形动态生成研究

大地形的三维可视化直接影响虚拟战场的真实感、沉浸感、交互性及作战仿真任务的覆盖率。针对虚拟战场大地形可视化的特点,着重于大规模真实地形实时可视化技术的研究与实现,并以我国西北部某地区的DEM(数字高程模型)数据及其卫星照片作为原始数据,通过设置多层LOD和采用虚拟纹理、网格简化及地形分块技术,采用三维建模软件CTS(Creator Terrain studio)生成了一块400X400km2的大地形,满足了作战仿真对三维虚拟战场的需求。

基于云理论的战场地形要点评估

地形要点的分析与评估是战场地形分析的一个重要组成部分,要点选择是达成稳定防御的关键所在。影响地形要点选择的因素既具有模糊性,又具有随机性。结合云理论,论述了基于云模型的地形要点评估方法,实现了地形要点影响因素定性评价与定量数值之间的转换。地形要点评估的实例证明了该方法的实用性和有效性。

基于位移映射的非规则军队标号绘制算法

为了解决三维非规则军标与地形的叠加问题,提出一种基于位移映射的军队标号绘制算法.首先在GPU片元着色器中对地形进行平滑过滤,滤除局部细节而保留地形起伏的主体趋势,将处理结果实时绘制成位移映射纹理;然后由非规则军标的控制点集生成军标二维外轮廓,用之裁剪一次NURBS表面生成平面的军标网格;最后在GPU顶点着色器中依据绑定的位移映射纹理位移军标网格上各顶点,以达到地形匹配的目的.实验结果表明,该算法可使非规则军标合理地匹配上三维地形,且运算效率高,能满足交互编辑以及动态推演的实时要求.

虚拟战场环境中水陆坦克视景仿真研究

分布式虚拟战场环境中水陆坦克的视景仿真涉及很多开发阶段和技术难点。为此需要了解HLA/RTI和分布式虚拟战场环境的基本情况,然后结合63A式水陆坦克实际情况实现其分布式视景仿真系统。重点讲解了基于HLA/RTI的视景仿真系统的构建以及地形匹配和海浪生成两大关键技术。初步实现了水陆坦克在海战条件下的各种效果。

大规模战场地形的实时可视化算法的研究

三维地形可视化是虚拟战场环境中重要的组成部分,在具体应用环境中由于地形特征信息的影响,渲染时逼真度较差,构造多分辨率四叉树结构组织数据;为使四叉树多分辨率地形可视化方法适应于更多的应用环境,引入地形特征重构节点评价函数,保证了应用环境中地形特征信息失真最小;提出一种基于视点的匹配方法来消除裂缝,实现了大数据量网格模型绘制过程中平滑无缝过渡;实验表明在大规模地形绘制中,提高了地形漫游的效率与可视化效果.

基于OpenGL的VC^(++)编程在战场地形仿真中的应用

论述了战场三维地形仿真的数学模型 ,分析了在 Visual C+ + 编程环境下 ,运用 Open GL工具进行战场三维地形仿真的关键技术 。

全球战场环境实时仿真系统研究

为了对全球范围内的战场作战情况进行实时模拟,文章提出了一种构建战场环境仿真系统的解决方案,分别以基于视点的LOD和地形预读方法解决大规模地形的可视化问题,以基于模板的动态场景元素管理解决大量运动物体的组织、管理问题,以基于经纬度的运动物体位姿变换解决物体运动姿态的模拟问题。实验结果表明,该方法能够实现大规模地形的实时可视化,能够对物体运动姿态进行有效的模拟,满足全球范围内战场环境实时仿真的需要。

低空突防中战场模拟仿真平台研究

为了模拟低空突防中飞行器面临的武器威胁、地形环境和大气环境等情况,需要建立一套完整的战场模拟仿真平台。在仿真平台结构分析的基础上,研究了低空条件下的威胁模型和环境模型,其中,着重描述了武器威胁各因素的自身特性,讨论了几种威胁形式的计算方法,提出利用地形组合、地形拼接的方法来处理地形数据以形成需要的战场地形,还考虑了大气环境对低空飞行的影响,最后结合实例说明生成的虚拟战场数据可以作为背景数据提供给低空突防航迹规划和导航、控制。

基于NT的海战场三维地形的生成与实时显示

海战场环境仿真是海军作战模拟的重要内容,逼真的战场环境实时仿真是作战模拟的基础,它为保障、分析、作战评估等试验提供了仿真平台。针对海战场仿真中大规模三维地形的生成与实时显示问题,提出了一种基于VEGA和NT平台的解决方案,讨论了DEM数据的组织及分割、数据格式的转换以生成OpenFlight格式的地形数据,介绍如何把地形数据加入VEGA场景中重新拼接,设置视点参数,最后转换为Fast格式实现实时显示。

军事目标关系的拟合地势及双重保凸可视建模

在三维虚拟战场中,由于地球曲率及地形起伏的影响,军事目标之间的连线会出现"穿山入地"现象。针对该问题,结合网络可视化美学原则,提出了一个军事目标关系的保凸可视化算法。在目标之间进行剖面分析,获取表达地形起伏的高程采样数据;提出了与目标等的融合、替换及剔除策略,基于Graham凸包算法,优选出反映地形整体变化趋势的保凸特征点集;提出了保凸的贝塞尔(Bézier)曲线控制点的几何构造方法,通过逐段光滑插值,实现了整条曲线的保凸可视化。实验结果表明:消除了目标连接直线"穿山入地"的现象,具有较好的视觉美感:拟合地势、整体保凸、整体光滑。

基于Vega/Creator的装甲部队战场视景仿真

从装甲部队对战场视景仿真的要求出发,基于Vega/Creator,探讨地景生成的算法优化及一般过程,建立装甲车辆模型的数据库结构,论述战场特效模型基于粒子系统的构建方法,提出一种新的基本粒子元用于战场烟雾特效仿真,并总结提高仿真系统实时性的几种方法。该系统已得到成功运用,并取得良好的效果,开发的仿真系统具有很强的实时性和沉浸感,数据库维护性好。

基于DirectX构建虚拟战场环境研究

虚拟战场的构建是当前军事仿真领域中的一个非常前沿性的课题。随着计算机硬件性能的大幅度提高,使得在PC机上利用底层的图形函数接口构建虚拟战场环境也成为可能,从而可以大大降低成本。探讨了D irectX在三维地形模拟、海洋环境仿真、战场特殊效果、自然现象模拟、武器装备动画、人员动作模拟和战场三维真实感声音生成中的应用。比较全面地介绍了利用D irectX构建虚拟战场环境所涉及到的各种技术。

三维大地形模型的生成与管理方法研究

以虚拟战场环境为背景,针对大地形可视化中的特殊要求,介绍了三维大地形模型的生成方法和步骤,阐述了地理数据格式的转化方法和人文特征的读取方法与显示途径。实验结果证明该方法可以有效地应用于三维大地形模型的生成与管理,并为最终建立大范围的虚拟战场环境提供基础。

适用于CGF的战场环境数据库模型设计

战场环境数据库作为CGF研究的一个重要部分,它为CGF的决策提供了一个环境基础。该文设计了高效的战场环境数据库模型,提出了栅格法与矢量法相结合的方法,把战场环境信息分成基本网格信息、网格索引信息、线状抽象信息、面状抽象信息四部分,同时还设计了23种特征对象模型,并把它们应用于CGF系统中,取得良好的效果。

虚拟战场环境生成系统设计与研究

虚拟战场环境是军事仿真应用的可视化平台。结合具体应用系统的研制开发,对虚拟战场环境生成系统的构成进行了论述,对虚拟现实技术应用于虚拟战场环境的关键技术进行了分析、探讨,包括基于复杂度的三维实体建模方法,三维地形的快速生成与漫游控制、多窗口与多视口、人机交互等技术的实现。文中所述及的系统已成功应用于某大型网上战役训练和作战指挥系统。

分布式虚拟战场地形实时渲染策略

大规模地形作为分布式虚拟战场的重要组成部分,在非常有限的资源下,很难达到实时性绘制。针对此问题,设计了两级三层的概要四叉树组织地形数据,用多线程模式算法调度数据,以提高庞大地形数据的交互速率;提出基于衔接索引模板的算法来消除裂缝,实现不同细节层次的无缝拼接;引入样本纹理堆栈的纹理合成算子,增强各层次细节地貌的逼真表现。实验表明:该方法能够很好地实现战场环境下地形的实时性绘制,提供稳定的视觉漫游效果。

基于嵌套四叉树的高程拟合战场地形实时渲染

地形场景是整个虚拟战场推演系统的重要组成元素。由于现代战争中融合陆海空各军种庞大的武器元素和环境元素,地形渲染可获取的资源十分有限,而涉及的数据量却非常巨大,是影响整个系统性能的瓶颈。针对该问题,设计静态和动态结合的嵌套四叉树结构组织大地形数据,以实现大数据的动态平衡调度;提出基于环形索引模式的高程拟合算法来避免不同分辨率模块间的裂缝。实验表明,该方法不仅有效提高了推演系统的实时性和沉浸感,还极大地降低了系统的资源负载率。