AIGC时代中的游戏战地摄影研究——重返摄影与图像的关系

2023年初至今,AIGC技术的广泛接入,不仅对数字摄影领域产生了深刻影响,还加剧了当下摄影行为与图像创作之间的紧张关系。作为数字摄影中的特殊存在形态,游戏战地摄影不同于一般的游戏摄影形态,其虚拟摄影机的技术接入为游戏摄影师提供了拍摄新方案和行动策略。而战地摄影师通过游戏战地摄影形成的实践总结,有助于游戏摄影师的责任意识与创作美学的形成,从而呈现出一种继承传统摄影理念的实践可能,并为AIGC时代中的图像与摄影关系提供一种实践参考。

现代战争背景下VR颌面战创伤急救培训系统的开发与运用

目的针对传统战创伤急救培训存在的问题,基于虚拟现实(VR)技术,设计、开发颌面战创伤战场救治教学系统,通过提供沉浸式的战场救治环境和互动操作体验,以期提高学员战场救治能力。方法使用Unity3D引擎开发的培训系统,根据颌面战创伤救治操作规范,开发一套涵盖颌面战创伤救治主要技术的VR教学培训体验端和考核评估管理端。结果根据颌面战创伤救治培训需求在VR体验端设计“口咽管/鼻咽管置入”、“环甲膜穿刺”、“颌面部包扎止血”、“头颈损伤伤员转运”、“气管切开”以及“颌面战创伤综合救治”六大训练模块;在教学管理端设计了“用户信息管理”“教学模块选择”“考核记录”“考核管理”“自动评分及分析”“记录留档”六大功能模块。结论系统高度还原了战场环境,增强受训人员的临场感受与战争压力感,在逼真环境下练习急救技能操作,可有效提高学员的实战化训练质量和战场急救训练水平。

虚拟现实技术在美军模拟训练中的应用现状及发展

通过对虚拟现实技术概念、特征及相关技术的介绍,引出了虚拟现实技术在各个领域尤其是军事领域的应用;然后从构建虚拟战场、单兵训练、异地同环境作战训练、军事指挥人员训练、提高指挥决策能力、武器装备研制及信息网络虚拟战等7个方面,重点介绍了虚拟现实技术在美军模拟训练中的应用现状;最后探讨了未来美军应用虚拟现实技术在模拟训练方面的发展趋势,从而为我军虚拟现实技术的应用提供一定的参考。

基于控制论的计算机生成兵力实体对象行为模型

实体行为建模是计算机生成兵力(CGF)研究的重要内容。基于控制论的基本思想,提出适应虚拟战场需求的虚拟实体对象行为模型ESCP。ESCP行为模型由感受器、效应器和控制器三部分组成,感受器感知虚拟战场环境信息和内部反馈事件,效应器反映CGF实体对象对虚拟战场环境的作用,控制器对感知的虚拟战场环境信息进行处理,并对实体的行为进行控制。ESCP支持复合行为、协同行为以及行为并发,行为可重用。

红外成像制导导弹虚拟战场仿真

红外成像制导导弹的战场环境包括导引头所探测到的目标、背景和干扰,本文提出了一种仿真方法模拟产生其战场环境,由目标、背景、干扰、大气、传感器五个模型相互作用生成。通过分析目标、背景和干扰的红外辐射特性,采用CIG技术将目标和干扰叠加到背景中,产生三维动态图像,真正实现战场环境的任意可变。加入导引头仿真模块,可以在实验室中考核制导系统的战场适应性,这正是外场打靶中难于考核或不能考核的重要性能。

虚拟现实技术在军事中的新应用

随着科学技术的发展,虚拟现实技术已经渗透进了军事生活的各个方面,并开始在军事领域中发挥着越来越大的作用。本文总结了虚拟现实技术在军事中的应用现状,指出了该技术在军事领域中的一些新应用,并对其为适应未来作战的要求,在作战训练与研制新式武器方面可能取得的新成就以及对未来战争模式的影响进行了展望。

虚拟战场环境中地形影响下雷达作用范围表现

地形、海洋、气象等环境影响下雷达电磁信息的三维表现是未来数字化虚拟战场环境不可回避的问题。以自由空间中雷达作用范围的三维表现为基础,从虚拟战场环境中获取地形高程数据,利用几何光学法研究了单峰对雷达作用范围的影响,依此给出了地形影响下雷达的三维作用范围表现算法。该算法同样适合于山峰衍射的情况。在将典型雷达嵌入到虚拟战场环境的实验中,允许交互调整雷达和目标参数,实时形象动态的展示了地形影响下雷达的三维作用范围,为用户决策提供支持。

分布式虚拟战场中的合成环境生成技术研究

合成环境(Synthetic Environment)是虚拟战场环境的至关重要的组成部分。该文首先对合成环境的现状进行了分析;然后在对合成环境数据描述和交换规范(SEDRIS)介绍的基础上,指出合成环境应由基本环境层、描述环境层和特殊环境层等部分组成。据此,提出了一种基于分布式虚拟战场环境需求的合成环境生成技术概念框架,并给出了基于此概念框架的一个初步实现。

虚拟作战战场环境的研究与实现

介绍了构建以解放战争某著名战役为背景的虚拟战场环境的关键技术,包括虚拟战场环境的结构组成、仿真模型、仿真管理和想定生成、场景管理、虚拟士兵的行为表示、实时战场环境声音仿真、人机交互方式等。在此基础上,介绍了已研制完成的基于多PC机联网具有沉浸与交互特征的多用户同时参与的含虚拟士兵的虚拟作战演示与观众参与系统。

虚拟作战系统中场景生成与显示关键技术研究与实现

三维场景生成与显示是虚拟作战系统中的重要组成部分。在一个演示虚拟战场同时观众参与战斗的系统中,设计开发了基于微机的分布式虚拟作战系统,建立一个具有宽视场和大范围动态变化的虚拟战场环境,可逼真地实现人机交互的作战过程。系统研究开发过程中解决了若干技术问题如画面拼接技术,画面同步技术,视点规划技术,负载平衡,仿真实体时空一致性等。

虚拟现实技术在军事领域的应用及对未来战争的影响

虚拟现实是一种全新的人—机交互环境,它为人类提供了一种全新的认识世界、改造世界的手段。介绍了虚拟现实的基本概念、特性、分类、构成、虚拟现实技术在军事领域的应用及虚拟现实在未来战争中的影响。

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。

基于粒子系统的实时雨模拟

基于流体动力学和粒子系统理论,给出了一种实时生成三维雨的方法。算法以矩形基本粒子对雨粒子进行造型,采用动态纹理映射技术和透明度扰动方法,根据雨滴的降落运动方程,来描述不同大小雨粒子受到重力和空气浮力、阻力影响时的运动效果,采用与视点相关技术动态生成三维降雨场景。与传统的雨模拟算法相比,该算法既正确模拟了雨的运动行为,又降低了计算复杂性,真实再现了雨的三维视觉效果,在满足实时交互漫游的前提下表现出较强的真实感,具有一定的实用价值。

合成作战指挥战术对抗模拟训练系统设计研究

由于实兵对抗训练组织难、消耗大,同时模拟仿真技术发展迅猛,仿真能力和仿真逼真程度越来越高,作战指挥模拟化对抗训练逐步成为指挥所指挥对抗训练最为重要的一种组训形式。对合成作战指挥战术对抗模拟训练系统的功能、组成、实现方法、工作原理进行了阐述,提出了系统研制的发展方向、关键技术及解决途径。

基于粒子系统的虚拟战场烟雾特效仿真

在虚拟战场烟雾效果优化的设计中,采用传统粒子系统方法难以模拟烟雾的湍流旋转效果,而且需要大量粒子,实时性不强,逼真度不高,难以满足虚拟战场仿真的需要。为解决上述问题,提出一种粒子系统烟雾仿真方法,首先对烟雾粒子进行受力分析,再按照气体动力学方程求解烟雾的运动,并构建相应的烟雾粒子类实现烟雾旋转运动过程模拟。采用动态纹理映射技术模拟烟雾的外形、颜色等形态变化,利用Bill Board和基于视点距离的LOD(Level of Detail)方法提高烟雾绘制效率,与传统粒子系统方法相比,增加了对烟雾湍流旋转的模拟,效果逼真,实时性强,能满足虚拟战场多烟雾仿真需要。

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。

虚拟环境中的虚拟观察者模型

分析了虚拟环境的特点和信息表示的方法，针对虚拟环境仿真中选取观察信息时存在的问题，提出了能有效辅助参与者获取虚拟环境中多维信息的虚拟观察者模型，讨论了模型的实现方式，并介绍了该模型在虚拟战场中的应用。

动态浓烟建模与实时绘制技术研究

基于气体动力学和粒子系统理论 ,本文给出了一种实时生成动态浓烟的方法。算法以球为基本粒子对烟进行造型 ,采用动态纹理映射技术和透明度扰动方法 ,来模拟烟的浓淡变化 ,采用简化物理方法 ,来描述浓烟的运动。与传统的粒子系统和随机湍流运动模型相比 ,该算法既正确模拟了烟的行为 ,又降低了计算复杂性 ,真实再现了动态浓烟的视觉效果。

虚拟地空战场通用视景仿真软件系统的设计

针对地空战场仿真的三维演示需求,基于高层三维图形开发环境设计了一套通用的视景仿真软件系统,适应于实时数据、人工规划路径等多种仿真驱动形式。使用MultiGenCreator建立了三维武器实体和地景模型;基于Vega仿真软件环境开发天空、地面背景和战场特效;利用大规模地形管理技术解决计算机对战场大地形实时处理能力不足的缺陷;通过设计粒子系统模拟了各种复杂的场景特效;利用C++编程,调用VegaAPI函数,开发了视景仿真程序。开发和应用结果表明,该系统灵活通用,效果生动,并且比以往直接基于OpenGL图形库开发的视景仿真软件提高了画面逼真度,缩短了开发周期。

基于地理信息系统的虚拟战场态势显示

以分布交互仿真中的虚拟战场态势显示为需求背景,基于地理信息系统(GIS)的理论和相应的软件工具,在虚拟战场态势显示中引入GIS技术,实现了基于GIS的虚拟战场态势二维与三维、静态与动态的显示,以及战场数据的添加与查询,计算机生成兵力的初始化及实时驱动、飞机地形高程匹配飞行的三维仿真。开发了一个具有统一集成环境、二维与三维态势显示相对应等特点的原型系统。并介绍了其组成、功能和特点。