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。     

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。     

陆军分布式作战仿真对抗系统战场观察器开发

战场观察器是作战仿真对抗系统中不可或缺的一部分,它可以提供给仿真演练指挥人员有关演练的概况信息,协助完成战术地形、天候情况、兵力配置等战场条件的设置,提供一个集中研讨环境等等。论述了国家863课题“多兵种武器平台及分布虚拟战术综合演练场”的子课题“陆军分布式作战仿真对抗系统”中战场观察器的设计和实现,并对图标形变修正、多视口、鼠标拾取、爆炸效果仿真等关键技术进行了阐述。     

虚拟战场环境中地形编码技术的研究与实现

详细讨论了虚拟战场环境仿真系统中地形编码的原理及技术实现。提出了一种简单的判断点在三角形内的方法,采用不规则三角形作为地形编码的基本结构单元,并结合地形分块思想,实现了对地形编码的实时仿真。本文的思想和方法对同类系统的开发具有借鉴意义。     

分布式战场态势可视化系统研究

在明确仿真需求的基础上,利用可视化技术,实现对战场态势的实时直观表示,对于理解仿真过程具有重要作用.针对目前仿真应用系统中态势可视化普遍存在的通用性、可重用性较差的问题,提出了解决方案--通用战场态势可视化系统,并通过初步实践证明了可行性.     

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。     

战场可视化综述

对任何时代的军事作战而言,建立一个战场详图对军事行动的胜负生死攸关。这个详图是指挥员了解战场态势、指挥部队行动的依据。在现代战争中,传统的作业方式无法满足信息化条件下作战指挥的需求,因此充分利用虚拟现实以及计算机图形学最新成果的战场可视化系统应运而生。本文将对战场可视化产生的背景、定义、功能及应用做详细的分析、阐述。     

作战仿真实体可视化数据模型研究

根据作战仿真系统的可视化需求,提出了作战仿真实体可视化数据模型的分类方法和层次体系结构,建立了可视化数据模型多分辨率规则。分析了可视化数据模型的建模过程和建模方法,确定了基于空间数据库和关系数据库相结合的可视化数据模型数据库存储管理机制。实现了模型的数据获取、建模、处理及应用全过程的可视化,为构建具有高逼真度的作战仿真系统提供了可视化数据模型支持。     

分布式虚拟环境及其在虚拟战场中的应用研究

讨论了分布分布式虚拟环境ＤＶＥ的基本概念和经所涉及的关键技术,介绍了一个正在研制的典型ＤＶＥ原型系统的框架和功能。     

海战场环境实时红外视景仿真

海战场环境实时红外视景仿真已成为提高军事训练水平的重要手段,也是对装备进行性能评估的重要方法。简单介绍了红外视景仿真的发展现状,并依据视景仿真步骤重点对目标模拟和背景模拟进行具体研究;对如何提高实时性给出了具体思路,最后对红外视景生成结果进行分析。所仿真的红外视景符合实际情况,效果逼真,可以用于对装备的性能评估和战术应用研究。     

基于粒子系统的战场环境特效仿真

基于粒子系统的特效仿真是虚拟战场环境可视化仿真中的一个重要环节。文章首先阐述了粒子系统的原理,然后根据粒子系统原理为虚拟战场环境中爆炸、火焰、云彩、烟雾、尾迹、雨雪等不规则景物建立了粒子系统模型,最后文章还分析了基于粒子系统的特效仿真中的动态链表、三角函数链表、实时性等关键技术。战场环境特效仿真为分布式虚拟战场环境提高了逼真度。     

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。     

DVENET中坦克装甲车辆机动性仿真的研究

以多体系统动力学为理论基础 ,对真实坦克进行简化 ,建立了适合在DVENET中使用的坦克模型。并以此模型为基础 ,提出了对DVENET中的坦克装甲车辆进行动力学分析、运动学分析和地形匹配的方法。最后 ,根据这些方法建立了坦克装甲车辆的机动性仿真模型 ,并在DVENET中实现了机动性仿真     

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。     

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。     

虚拟针灸视觉建模与仿真方法研究

为了解决传统针灸培养模式中初学者只有理论训练而没有实践训练的问题,结合信息技术和医学技术开展虚拟针灸训练系统的研究与实践。针对针灸治疗视觉过程中皮肤下陷和皮肤旋转两种物理现象,通过数学物理建模方法在三角形网格皮肤模型上建立物理模型。利用Java3D建立虚拟针灸场景,并对所治疗的穴位点进行拾取,随后运用JOGL（Java Bindings for OpenGL）呈现针灸治疗视觉全过程,并根据训练者操作过程进行评判。通过整合各个功能模块,在NetBeans IDE下开发出一套虚拟针灸训练平台,供针灸训练人员进行操作,评测训练人员的针灸水平。虚拟针灸训练系统的研究和实践对于降低实习针灸师医疗事故出现率具有重要的实际意义和应用价值。     

基于真实地形数据的虚拟直升机低空飞行仿真

直升机的作战环境和运用特点要求直升机主要在低空或超低空飞行,因此在直升机飞行仿真中必须考虑地形因素的影响。本文研究虚拟战场环境中计算机生成直升机的自治运动仿真,实现了用于虚拟直升机低空飞行仿真的地形数据处理、路径规划、路径跟踪、实时避障以及与动力学模型的集成。     

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。