基于实时测控数据驱动的航天可视化仿真系统

随着我国航天事业的发展,对航天测控可视化系统仿真技术的要求也逐步提高.文章以我国嫦娥一号卫星首次月球探测工程为背景,分析并口研究了基于实时测控数据驱动的可视化仿真系统需要实现的功能,并针对过去实时视景仿真系统中视点设计适应性差、缺乏灵活性等弊病,提出了可应用于航天探测视景仿真的通用视点设计步骤,实现对三维视景灵活多变的实时渲染显示.     

微型飞行器实时飞行仿真系统的设计与实现

微型飞行器的实时飞行仿真技术在飞行器集群控制、任务分配以及军事指挥等方面有着广阔的应用前景.在研究视景仿真技术的基础上,首先基于Multigen Creator和Vega软件,建立多架微型飞行器的飞行视景仿真环境.然后采用C++技术开发了该飞行仿真系统与路径规划系统的实时数据传输接口,并为每架飞行器设置了独立的运动模型,来接收路径数据和实时调整飞行器的路径及飞行姿态,从而实现了飞行器的实时协同飞行仿真.     

基于HLA技术的飞机视景仿真系统研究

在基于HLA框架的飞机运动仿真系统中,在SGI图形工作站上创建了三维视景仿真联邦成员,基于pRTI和TCP/IP协议实现了三维视景仿真联邦成员与其他联邦成员之间的信息传递;应用Multigen Creator软件建立了飞机实体模型,在Vega实时仿真驱动平台上实现了飞机起降过程的场景控制与可视化仿真,并设计了多通道的渲染模式和多视角的观察模式,解决了SGI工作站与PC机之间数据通信过程中存在的字节序与存储结构问题,为飞机调度与飞行控制等算法研究提供了形象、直观的科学试验手段.     

基于海量空间数据的实时地形视景仿真算法研究

随着数字地球和数字城市概念的提出，建立海量空间数据的实时地形视景仿真系统受到了越来越多的关注。建立了多分辨率空间数据的四叉树结构模型，提出了基于屏幕分割的LOD数据装载算法和基于相同地理空间大小的LOD数据分割方法，实现了任意方向和分辨率数据块之间的无缝拼接，融合了视相关和地表特征的地形简化方法，同时综合运用了可视区数据的各种预处理手段，提出了可视区数据小号更新算法．通过原型系统开冀。在微机平台上地形绘制速度可达每秒25帧.     

基于数字海洋环境的视景仿真系统研究

对海洋地理信息的三维可视化技术进行了深入研究。以MultiGen Creator和Veea为三维视景开发平台研究了三维模型的重建问题和海洋环境的生成技术，主要包括海洋信息的提取和实物建模，利用大规模数据库管理技术实现场景的区域化管理，采用星际模型和粒子技术模拟自然环境等。最后论文将生成的数字海洋环境嵌入潜艇航行训练模拟器的三维视景仿真系统中，根据潜艇当前的位置和姿态实时更新场景数据，为训练人员提供更加逼真的训练环境。仿真结果表明，该视景系统能满足模拟器的实时性和逼真性要求。     

一种超大规模地形的实时渲染方法

地形的三维可视化在多个领域中有着广泛的应用。本文将地形数据分块技术、LOD技术、视锥裁减技术和ROAM算法等相结合,提出了一种解决超大规模地形数据实时渲染问题的方法。该方法可以实现足够大规模地形数据的实时连续细节层次渲染,并且利用了帧和帧之间的关联性,极大的提高了渲染速度,取得了较好的渲染效果。     

基于Linux的三维图形渲染平台的构建和优化研究

从精简和优化Linux操作系统的角度,对基于Linux的三维图形渲染技术进行深入研究,Linux内核可以自由定制、裁剪和修改,使得通过精简和优化将其改造为三维图形渲染专用的操作系统成为可能。构建了一个基于Linux的三维图形渲染平台,实现了在该平台上的三维图形渲染应用,并对该平台进行实时优化,研究了基于Linux的三维图形渲染平台的实时性问题:改进了标准Linux的时钟中断机制,实现了微秒级的时钟粒度,从而减少事件响应延时;针对多通道三维图形渲染系统的任务的特点,对调度算法进行研究,给出面向应用的二层调度器设计方案。     

山西省万家寨引黄工程三维视景仿真系统实现

以山西省万家寨引黄工程三维视景仿真系统实现为例,论述了系统中各类场景资源的实现或优化方法,以及实时漫游、实时信息查询、实时交互操作和三通道显示等系统功能的实现方法,并通过将以音、视频为主要特征的多媒体技术和图形化操作界面引入视景仿真系统中,实现了视频、音频、图表、三维虚拟场景的"虚实结合",丰富了视景仿真系统的表现内容、表现手段和表现手法,提升了系统的表现力和震撼力.     

基于Creator/Vega的战场飞行视景系统的实时仿真

战场飞行视景系统基于虚拟现实技术开发，有巨大的军事应用前景，可以实时仿真某一战场区域内的态势，具有真实、廉价、沉浸性强等特点。文中介绍了基于Creator／Vega的战场飞行视景系统实时仿真的关键技术与实现方法。该战场飞行视景系统由地面仿真场景和飞行平视显示仪模型构成，从空域对整个战场态势实时仿真，用户可根据屏幕正前方的模拟平视显示仪中数据的实时变化借助外部设备调整飞行姿态，完成某一具体任务。     

一种协同渲染环境下的场景管理策略

随着计算机图形学和虚拟现实技术的发展,场景的实时渲染逐步成为计算机图形学中一个令人关注的重要问题,而各种高沉浸感虚拟现实环境的出现使得多场景的协同实时渲染成为必要。因此,为实现多场景的协同实时渲染,提出并实现了一个协同渲染环境,并对其中采用的场景管理技术进行研究,采用八叉树和场景树相结合的方法对场景中的静态和动态实体分别进行管理,以此为基础,实施了场景管理与绘制相分离的策略。实践证明,利用这种场景管理的思想,结合通信机制,能实现多场景间的协同实时渲染,从而验证了这种场景管理思想的有效性。     

沉浸式双通道虚拟博物馆的设计与开发

随着计算机软硬件技术的发展,利用虚拟现实技术进行三维场景的构建、漫游已成为可能.从硬环境和软环境两个方面阐述了徐悲鸿虚拟博物馆的构成;搭建了双通道沉浸式虚拟环境,探讨了基于PC机群的多通道立体交互漫游的若干关键技术问题;以博物馆数字化建设为背景,对徐悲鸿博物馆的建筑物、生前作品及其塑像进行了三维重建,通过佩戴立体眼镜、头盔、数据手套等交互设备实现了整个博物馆内、外场景的三维立体虚拟漫游,足不出户地赏析文物作品.     

船用Inmarsat-B系统仿真

介绍了如何以VisualC 6.0为工具开发Inmarsat-B仿真系统的方法。搭建了基于局域网内的Inmarsat-B仿真系统平台。采用G.729A的语音压缩标准作为模拟Imarsat-B语音通信的核心模块。在TCP/IP参考模型中以传输层的UDP协议作为局域网中报文通信的协议。     

一种基于实时平均速率变化率估计的标记器

根据TCP流和UDP流的不同特性,在时间滑动窗口三色标记器(TSWTCM)的基础上,提出一种新的标记器:基于平均速率变化率的标记器(Rate of average rate Change based Three Color Marker,RoC-TCM)。该标记器实时跟踪汇聚流平均速率的变化情况,估计该流所处的状态,动态调节阈值以保护TCP流。使用NS-2进行模拟的结果表明,与TSWTCM相比,该标记器能够提高TCP流的竞争力,在一定程度上抑制UDP流抢占带宽的行为。     

基于Perlin噪音绘制云的方法

天空中的云对于构造逼真的室外虚拟环境是必不可少的。如何对云进行建模和绘制是计算机图形学研究的热点问题。本文首先详细介绍了Perlin噪音的概念和生成方法，并以此为基础绘制出3D云的图像；然后论述了使用所绘制的云的图像，运用基于图像的绘制技术在3D虚拟环境中实时绘制云的方法，我们生成的云的位置和方向能够随用户漫游时视点的变化而变化。     

机器人视觉伺服控制半物理仿真系统的研制

为了模拟机器人在自由运动的工作状态,验证实际物理手眼视觉伺服控制算法的效果,在4台PC机的基础上,用三维图形库OpenGL开发了仿真应用软件,组建了机器人视觉伺服控制半物理仿真系统。该仿真系统利用计算机三维图形学、机器人运动学和动力学、视觉测量以及视觉伺服控制等技术,成功仿真了在空间自由运动状态中,机器人对目标物体的捕获。     

某导弹发射综合训练模拟系统的软件设计

某战役战术导弹发射综合训练模拟系统是一个集声光电于一体的半实物仿真装备 ,主要用于导弹发射部队的操作训练、指挥协同训练、院校教学演示等。其软件系统由三维虚拟仿真、分系统电路仿真、发射流程仿真软件三大部分组成。介绍了该系统软件部分的特点、组成和关键技术 ,并针对关键技术问题作了深入细致的探讨 ,给出了解决该问题的途径。     

分布式半实物仿真平台的网络设计

针对自行高炮光电火控系统的特点,提出了一种分布式半实物仿真平台的网络设计方法。该方法增强了系统的通用性和可扩展性,使仿真平台可以灵活地增减和修改相应的软硬件模块。同时,通过改进UDP数据传输协议,采用多线程同步技术以及引入多媒体定时器,来确保系统仿真的可靠性和实时性。     

基于GPU的自由立体显示器通用渲染算法

自由立体显示器作为三维显示器中的一种,能够产生具有空间感的三维映像,但在显示虚拟的三维场景时,需要对场景进行多视角渲染,渲染和数据传输次数都数倍增加,因而实时渲染成为难题。与传统的多视角渲染方法不同,提出的加速算法改变了渲染流程,把每个视角渲染后用于合成的子图像不再存回系统主存中,而是将这些子图像传入纹理内存。同时程序中采用了多处最新的OpenGL扩展功能,通过FBO将场景直接渲染到三维纹理,极大提高了纹理传输和多层纹理混合的效率,从而加速了整个渲染过程。另外,由于本方法保留了对各视角图像的独立渲染运算,对渲染场景具有很强的通用性。通过与其他算法的实验比较,证明了提出方法的通用性和稳定性,达到了实时显示的要求。     

交互式自行车模拟器

对基于虚拟现实技术的自行车模拟器进行了系统研究。从系统总体结构出发,介绍了基于Stewart平台的运动提示机构,它提供给人运动的感受;把手和脚踏板力觉提示系统,对人进行力觉提示;视觉仿真系统,显示逼真的三维动态图形,从而增强了自行车模拟器的逼真度。最后对系统集成及各部份信息交互问题进行了讨论。     

基于PC硬件加速的三维数据场直接体可视化

在科学计算可视化中，由于直接体可视化技术能够反映数据场内部的信息，所以它已经成为近年来研究的重点。通过应用三维纹理和可编程显卡的片段着色器（Fragment Shader）技术，在当前主流PC机上，实现了带有完整Phone光照阴影效果的三维数据场直接体可视化。仿真结果表明该方法在医学和军事学的三维数据场可视化中，能够实时生成高质量的体可视化图像。