动态地形仿真研究

动态地形仿真主要研究动态地形和军事系统之间的相互作用,这些作用直接影响着作战仿真过程和结果的逼真度和可信度。从动态地形仿真需求与原理出发,研究了动态地形仿真的两个关键技术：时序一致性和多态一致性,并基于综合环境数据表示与交换规范（SEDRIS）和高层体系结构（HLA）技术设计实现了一个动态地形仿真联邦,该联邦具有动态生成弹坑、反坦克战壕和阵地等军事实体的功能,能满足对动态地形有一定要求的作战仿真。     

复杂战场环境中基于规则格网的动态地形的研究

分析了现有的静态地形的多分辨可视化算法，选择基于规则格网的ROAM(Real-Time Optimally Adapting Meshes)算法作为动态地形研究的基础算法，并对ROAM算法作了适应一般动态地形可视化的通用性的改进，提出了规则动态地形和不规则动态地形的解决方案，并用实验数据证明所设计的方法是可行而且有效的。     

基于ROAM算法的弹坑实时可视化系统设计

基于复杂的虚拟战场环境仿真及三维游戏的高逼真度要求，多分辨率动态地形的实时可视化，近年来在国内外得到了普遍的重视和研究。在前期初步研究动态地形的表示及动态地形多分辨率实时可视化的基础上，基于ROAM静态地形算法的动态扩充，设计了弹坑实时可视化系统的仿真管理。并初步实现了战场环境中弹坑的实时可视化。     

基于四叉树的地形数据二维显示与交互

地形是合成自然环境中重要的组成部分，地形的二维显示对于创建想定以及二雏仿真具有重要的意义。本文根据地形二维显示中遇到的实际问题，提出了基于四叉树的地形二维显示框架，将不同类型、各种规模、各种格式、大数据量的地形数据用该显示框架统一组织起来，实现地形图的动态生成，解决了地形图的动态交互显示及实时查询问题。     

面向虚拟矿山的复杂异构地形网格渐变仿真

针对虚拟矿山动态仿真中地形网格具有规模大、结构复杂和变化前后拓扑异构等特点,实现了一种边界一致的快速异构网格渐变仿真方法。首先将大地形网格划分为静态区和动态区,对变化前后的动态区网格进行双向插值,实现顶点对应和拓扑重构;然后利用k-d树等结构建立动态区顶点和三角形网格的空间索引关系,实现对地形网格变化区域的快速查找和更新;最后根据地形网格特征自动计算符合实际生产工艺的渐变推进方向。通过实验表明,该方法在效率和逼真度方面均能满足虚拟矿山动态可视化仿真需求,可以较好地完成复杂地形网格渐变模拟过程。     

分布式虚拟环境中的综合地面环境研究

详细阐述了分布式虚拟环境中综合地面环境研究的各个方面。首先介绍了采用多种地理数据生成综合地面环境数据库的过程 ;然后提出了一种大规模三维地形环境管理方法和一种通用的实时调度算法 ;最后给出了一种支持动态地形环境一致性的动态地形环境体系结构     

基于自适应四叉树视相关的多分辨率地形简化

提出了一基种于自适应四叉树结构视相关的动态多分辨率地形简化算法。主要讨论了地形简化中多分辨率地形网格生成、节点评价函数、多分辨率LOD转化时的图像跳跃以及多分辨率地形纹理映射着等关键技术问题，有效地解决了多分辨率地形网络拼接中的裂缝问题和层次细节转化中的图像跳跃现象。     

一种自适应混合加权动态推算地形生成算法

针对大地形生成中严重跳变失真问题,提出了一种自适应混合加权动态推算地形生成算法。该算法研究了地形高程数据点对新生子点的权重数学建模过程,在此基础上给出了混合加权生成新子点的动态校正方法,建立了视距、LOD层级与插值点个数等三者的关联度模型。测试结果表明,该算法提供了一种可靠的大地形生成技术,实现了基于关联度模型的多层LOD自适应分级细化粗粒度模型的渐变过程,实时性与逼真度良好。     

三维地形数据的简化和空间分析的研究

全球地形场景的建模是一个极富有挑战性的课题。地形动态简化是构建三维地形场景和虚拟现实的重要内容,基于视相关的地形裁剪技术是动态简化庞大地形数据的重要方法。本文根据地球椭球的特性,提出了在当前LOD层次下,实时裁剪视景体中的地形数据的算法。精确拾取地形点的三维大地坐标是进行正确的三维空间分析和查询操作的基础,也是3DGIS研究中的一个难点;而可视性分析是三维空间分析的重要研究内容。本文给出了这些的问题的算法。实验证明,这些算法具有较好的实用性。     

工程机械虚拟训练动态地形仿真

针对工程机械虚拟训练系统中场景建模问题,提出了用于工程机械土方作业仿真的动态地形高度场实时变化仿真方法和基于样图合成的动态子纹理生成算法.运行结果具有较好的沉浸感和实时性,证明本方法较好地解决了工程机械土方作业仿真中动态地形仿真这一关键问题,具有一定应用价值.     

大面积真实地形场景库的生成与实时显示技术

大面积真实场景库的生成与实时显示是军事仿真视景系统开发的难点问题。作者研究了解决此问题的关键技术,包括LOD、虚拟纹理、纹理映射、页面动态调度策略和大地形数据库管理;提出了应用上述技术的解决方案,利用CreatorTerrainStudio工具建模,生成逼真的大面积地形,采用VegaPrime及其LADBM模块绘制真实场景,保证了驱动实时性,并达到了良好的仿真效果。     

一种解决全球地形绘制抖动问题的方法

抖动问题是大规模虚拟场景经常遇到的一个问题,它会导致场景绘制出现非常严重的错误。全球地形环境是一个典型的大场景系统,因此也会遇到抖动问题。针对全球地形环境中的抖动问题,我们改进目前的动态局部坐标系统反抖动方法,提出一种更合适全球地形环境的新反抖动方法。这种方法使用视点在球面上的投影点代替视点作为动态局部坐标系统的原点,使得地形顶点有更高地精度。经过实验证明,这种方法比以视点为原点的反抖动方法有更好地反抖动效果。     

基于NURBS和GOBL-ACDE的航迹规划算法

针对复杂地形条件下无人机低空突防动态航迹规划实时性及精确性的问题,提出了基于广义反向学习的自适应约束差分进化(generalized opposition-based learning adaptive constrained differential evolution, GOBL-ACDE)算法,结合非均匀有理B样条(non-uniform rational B-spline, NURBS)平滑策略,提高了多威胁复杂地形下动态航迹规划的精确性、高效性及适航性。首先,构建航迹规划任务模型,建立目标代价及约束限制函数,提出一种高度转换方法,有效提高低空突防能力;其次,将NURBS平滑策略与B样条插值以及贝塞尔曲线对比分析;再次,应用广义反向学习、自适应排序变异及自适应权衡模型,改善约束条件下算法动态性、收敛性及寻优性能;最后,通过静态与动态环境对比仿真试验,验证了所提方法在多威胁复杂地形下寻优精度高、鲁棒性强、动态性好以及可靠性优的特点,能够规划出精确、高效、适航的低空突防航迹。     

一种用于实时可视化的海量地形数据组织与管理方法

针对海量地形数据实时可视化，提出了一种瓦片金字塔模型和线性四叉树索引相结合的地形数据组织方法，利用视景体裁剪、基于分辨率测试的目标瓦片快速搜索算法和瓦片请求预测机制实现了场景数据的动态管理。实验结果表明，该研究成果能够实现真实感海量地形数据的实时可视化与交互操作。     

多分辨率地形模型动态构建与实时显示研究

论述了一种基于大规模格网数据或离散高程点动态构建多分辨率地形模型的算法。基于三维透视投影理论,实时计算视野区域,在该区域内,通过地形的自身复杂程度、视点位置及视线与局部地形的方向关系确定三角形的六叉分割,构建地形层次三角网(HTIN),并利用包含三叉树子节点的四叉树管理HTIN,优化了HTIN的形状,提高了算法的效率。实验结果表明:该算法在三维地形的逼真显示与实时交互绘制方面均取得了较好的效果。