基于场景的虚拟环境用户界面研究及实现

虚拟环境用户界面是人与虚拟环境交互的工具也是虚拟现实的重要组成部分之一。传统的用户界面模型都是基于命令而非基于用户意图，结果与需要用户频繁的地虚拟环境和界面来回归换，从而找断用户设计思路或破坏用户的情景感受。本文给出一个基于场景的虚拟环境用户界面的模型，并结合虚拟装配应用实例验证该模型及实现方法。     

基于HLA的虚拟自然环境服务器的研究与实现

真实世界中自然环境条件对武器性能和军队作战都会产生重大影响，但目前军用分布交互仿真系统很少考虑自然环境的建模与仿真，因而缺乏逼真性，本文在对自然环境进行分析的基础上，讨论了虚拟战场环境中自然环境的建模及其数据的收集与组织，并基于HLA／RTI协议构建了一个虚拟自然环境服务器。     

综合自然环境(SNE)建模与仿真

自然环境是地形、海洋、大气和空间四个领域物理状态、特征和影响的总合，对军事系统的性能有着重大的影响。综合自然环境(SNE)就是在建模与仿真系统中对这些环境因素的描述。概述了国内外有关SNE建模与仿真研究的状况，阐述了SNE建模与仿真的各项关键技术，以CGF应用为例设计了一个SNE仿真原型系统，从工程实现的角度提出了SNE仿真系统的开发过程。最后，简要介绍了这个SNE仿真原型系统在某型巡航导弹攻防对抗仿真系统中的应用。     

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。     

作战仿真研究热点及发展

作战仿真是系统仿真的一个重要分支,对于提高部队作战效能、降低军演成本、检验战法等具有重要作用,已经在发达国家军队中得到了广泛应用。本文论述了国内外作战仿真的发展,讨论了综合自然环境建模、多分辨率建模、计算机生成兵力、分布交互仿真和虚拟现实等关键技术,并研讨了作战仿真的发展趋势。     

综合自然环境建模仿真平台的研究

综合自然环境建模与仿真是分布复杂仿真系统中的重要组成部分,提出了分布复杂仿真系统支撑环境中综合自然环境（SNE）建模仿真平台,其中将开发环境和运行环境两部分分开,在开发环境部分按照SEDRIS标准建立环境数据库,为环境数据的共享打下了良好的基础;在运行环境部分采用联邦成员的方式,兼顾了环境数据量庞大的特点。对所提出的SNE建模仿真平台涉及的关键技术进行了阐述和实现,并给出了具体的开发步骤。     

虚拟城市场景建模方法与技术研究

虚拟城市场景建模是虚拟城市设计的重要内容，它包括地形地物建模，纹理映射以及视觉效果处理等内容。地形建模需要进行模型分解，求解法向量和定义颜色；地物建模需要进行二维三角网剖分，不透明和透明单面构造。纹理映射技术将像片纹理和地形地物融合，用来增强地形地物的显示效果。视觉效果处理主要采用消隐处理，光照显示，浓淡处理与透视显示等技术。层次细节纹理技术可以改进虚拟城市复杂场景绘制速度，但在可视化表现时必须使表现信息量和可视速度之间有一个折中，最好的办法是采用多级LOD，在不同的可视化阶段采用不同的LOD。     

虚拟装备仿真训练系统中的一种行为建模方法

首先分析了虚拟现实系统的自主性特点,要使得虚拟环境中物体具备自主性需要建立相应物体的其物理行为模型,对其物理行为进行仿真,从而确定虚拟环境中物体的状态。在构建特定的VR系统时,人作为参与者必须按照一定的规则和虚拟环境中的物体进行交互,尤其在虚拟装备仿真训练系统中,建立相应的操作行为模型以确定环境中物体行为和反应。本文提出了一种基于规则的行为建模方法,已成功应用于某大型武器装备虚拟仿真训练系统,提高了系统的沉浸感和交互性。     

双通道触觉交互系统中牙科手术工具之间动态交互的力觉仿真

介绍了基于双触觉交互装置的双通道触觉交互系统（牙科手术训练系统）中动态工具交互仿真的分析和实现。动态工具交互是指探作者同时探作两台触觉交互装王导致虚拟环境中工具之间发生接触和碰撞的力觉仿真，它是双通道触觉交互牙科手术训练系统的重要组成部分。提出了计算工具和显示工具的概念，将图形显示与虚拟力的计算和输出解藕，保证了图形显示过程中，虚拟环境中的工具不会发生空间的重叠和干涉。同时，工具之间的交互被分为自由空间运动、碰撞和碰撞后挤压三个阶段，碰撞和挤压阶段分剐提出了虚拟力计算模型，保证了虚拟力计算和输出的快速性、逼真性和稳定性。     

虚拟环境下线缆建模及装配规划技术的研究

线缆的装配规划是一个复杂的问题．分析了线缆建模及其装配规划的特殊性，并指出了现有CAD线缆建模与布线工具的局限性。根据虚拟环境的特点，提出了线缆离散控制点建模技术，将线缆简化成由一系列截面中心点相连而形成的空间连续折线段。在实验室以前工作的基础上，研究和开发了虚拟环境下的线缆装配规划模块，并介绍了该模块的层次结构。     

区域大气边界层风场建模研究

大气环境是综合自然环境(SNE)的重要组成部分,大气环境模型是武器装备仿真模型体系的有机组成部分。在SNE概念参考模型基础上,探讨了大气环境建模的概念和方法,比较了几种大气环境内部模型,提出了利用大气数值模式进行大气环境建模的具体实现方法。利用大气数值模式RAMS4.3(RegionalAtmosphericModelingSystem)对我国东南沿海地区大气边界层风场进行了建模研究。     

虚拟自然环境计算模型的研究与实现

虚拟自然环境的构造方法是虚拟现实技术的重要组成部分。本文从气象、地形和水文三个方面给出了虚拟自然环境的快速构造方法,在此基础之上,提出了一种可以实时估算各种环境因素动态变化的计算模型。这种基于离散时间段的环境因素计算模型,既保证了虚拟自然环境的实时性能,又使环境因素的动态变化能够影响仿真实体的决策和运行,从而提高了系统仿真的逼真程度。     

大气环境仿真建模方法研究

大气环境仿真模型是大气环境仿真试验及大气环境仿真系统建设的基础和前题,是综合自然环境仿真的重要组成部分。阐述了大气环境仿真模型的三种设计方法,即理想化模型、统计特征模型和数值模型,并着重以统计特征模型为例,提出了统计建模的具体步骤和方法,最后指出了大气环境仿真模型的关键技术及其发展中应注意的问题。     

综合自然环境数据模型设计与数据库实现

建立环境数据模型是综合自然环境建模与仿真中的重要一环，本文讨论了环境数据模型的概念和构建数据模型的方法，采用一种基于面向对象和场相结合的方法构建了环境数据模型，并根据此模型进行了数据库实现。     

分布式战役仿真系统的数据交互管理策略

目前大规模分布式战役仿真系统的数据交互一般采用基于HLA思想的数据发布/订购机制,存在静态资源绑定和通信带宽要求高等问题。提出将仿真实体的输出数据分类汇总形成"态势层",每个"态势层"构成一个全局共享的分布式虚拟环境,实体与虚拟环境进行数据交互。该方法与传统的以实体为中心的数据交互思想相比,实现了实体间数据交互的松耦合,降低了数据交互定义的逻辑复杂度,有效减小了网络交互数据量。     

防空作战电磁环境建模与仿真

以防空作战为背景,分析了战场电磁环境的构成要素,在建立各要素脉冲描述字模型的基础上,提出了基于脉冲流描述的电磁环境建模方法,构建了相应的仿真系统,完成了防空作战电磁环境的动态模拟。绘制出典型作战场景下电磁环境时域、频域、功率域的态势图,仿真结果表明电磁环境具有两个显著特点:动态性与相对性。建模仿真方法对战场电磁环境的仿真构建具有一定的借鉴意义。     

面向二十一世纪,发展系统仿真技术

介绍了我国仿真技术的发展过程及美国科学局为建立集成的综合仿真环境和仿真系统归纳的五个层次的使能技术。着重探讨了模型的校核,验证与确认,环境仿真,分布交互仿真和虚拟技术等关键技术,最后,结合国外应用仿真技术要解决的难题和我国目前的实际情况,提出了发展系统仿真技术的几点看法。     

综合自然环境中变化风场的工程仿真方法

综合自然环境包括地形、大气/气象、海洋、空间四大领域,变化风场作为大气环境中的重要组成部分,其对飞行器使用性能的影响不容忽视。针对变化风场对飞行影响的两种主要表现形式,分别以风切变和大气紊流建立工程化的风场模型,并以某型导弹为仿真算例,分析了所建立的变化风场模型对导弹弹道、姿态特性的影响,验证了所建立变化风场模型的有效性和工程实用性。