船用VHF通信设备的仿真与实操评估

阐述了开发甚高频(very high frequency,VHF)仿真设备所使用的关键技术、系统结构、模块设计、开发流程以及实操评估功能的实现等.系统的实操评估采用分步评估法和层次分析法相结合,根据试题的特点确定各评估要素的权重,并依据评估要素,从任务是否完成,操纵时间和操纵步骤3点来设计评估算法,从而计算出船员的评估成绩.该仿真设备基于Microsoft Visual 2010开发工具和微软基础类库(microsoft foundation classes,MFC)开发环境,实现了对船用VHF通信设备的模拟和实操自动评估功能,用户可以通过客户终端对设备操作进行训练并得到评估成绩.     

船用NBDP通信设备的仿真实现与实操评估

在分析了窄带直接印字电报(narrow band direct printing telegraph,NBDP)的组成和功能的基础上,阐述了开发NBDP通信设备所使用的关键技术、系统结构、模块设计等。采用Visual Studio 2010开发平台,构建了NBDP仿真系统整体系统框架,完成了对现在船上主流的NBDP终端显示器、电传编辑和通信业务、特殊效果等的仿真,开发了NBDP仿真系统。系统的实操评估采用分步评估法和层次分析法相结合的方法,根据实操评估要素的权重、要求是否完成、操纵完成的时间及操作步骤三点来设计评估算法,从而计算出船员的评估成绩,实现了系统的自动评估功能。在GMDSS教学与培训中,用户可以通过客户终端实现对设备操作的训练和评估。     

船用遥控式抓斗的仿真训练系统

为减少抓斗教学训练成本,保证学生及船员的人身安全,提出并开发一套船用抓斗交互操作的虚拟训练系统.分析系统功能,采用模块化设计思想对系统进行开发;在Unity3D中利用反向动力学技术模拟受训人员的动作,实现了系统的漫游和交互.应用多种碰撞检测技术相结合的方式实现了抓斗与克令吊吊钩、甲板以及货舱的交互操作;建立了抓斗的运动学模型,模拟了抓斗的运动状态.仿真结果表明,该系统功能完备,可用于船用遥控式抓斗的教学与培训.     

大规模场景中实时阴影的绘制

为解决大规模场景中绘制实时阴影的问题,提出优化的阴影体算法.通过访问场景模型的最简单LOD,获得轮廓边缘的检测数据.采用删除面内边的方法有效提高轮廓边缘的检测效率.根据模型的位置,选用基于CPU的Z-Pass方法或基于顶点着色器的Z-Fail方法渲染阴影.优化算法在航海模拟器大规模场景的应用表明,利用该算法绘制的阴影效果满足实时性和真实感的要求.     

航海模拟器中海面溢油的三维可视化研究

对短时问尺度内的点源瞬时溢油进行研究,将溢油过程分为油膜自身扩展和油膜漂移、扩散两个阶段,分别用椭圆模型和油粒子模型计算溢油的轨迹.采用基于海浪谱的快速傅立叶变换方法绘制大规模海面.利用粒子系统方法实现油粒子模型.提出利用平面反射技术实现海面溢油的三维可视化,即将溢油平面轨迹渲染为纹理图,再将纹理图通过反射技术映射到海面上.提出的方法已成功应用在航海模拟器的溢油事故模拟中.