视景仿真系统光学视觉通道技术研究与实现

研究了在视景仿真系统中应用多视觉通道图形显示技术时应注意的关键问题,仿真结果表明,多视觉通道技术的合理运用,能增加飞行视景仿真的“沉浸”感。结合该类系统的需要,提出了“光学通道”的概念。根据摄像机成像原理,得到了焦距与视场角的关系,实现了光学通道的变焦功能。该方法计算量小,实现简单,能满足仿真实时性的要求,具有重大的工程意义。     

战场视景实时仿真技术

从大比例尺地形、动态地形、地形的快速生成、海浪及舰船(含水陆坦克)尾迹、动态特殊效果等方面分析了战场视景仿真存在的困难,并总结了目前解决这些困难所采取的技术措施。     

真实海洋环境视景仿真技术研究

真实海洋环境的视景仿真技术一直是虚拟现实仿真技术的重要研究方向之一。针对此课题,系统研究了三维海洋环境的组成和环境建模技术,从二维电子海图中直接获取海洋地理环境数据,作为虚拟海洋环境视景仿真的数据基础,采用基于Delaunay算法的三维数字地图地形建模方法,将三维地形数据转化为可以直接进行三维建模的ded文件。实验演示了海洋地理信息三维模型库的构建方案、模型示例及三维虚拟海洋环境的实现,取得了逼真的仿真效果。     

视景仿真技术在油田井下作业中的应用研究

介绍了视景仿真技术的概念，阐述了在视景仿真技术中三维场景的显示、多边形网格模型、碰撞检测、粒子系统等关键技术。以油田井下作业视景仿真系统中的多流测试器建模以及井场搬家为例，介绍了在视景仿真系统中建模的过程以及三维引擎的设计开发。     

分布式视景仿真技术综述

分布式视景仿真技术是可视化仿真与网络化仿真交叉融合而发展起来的仿真技术。对分布式视景仿真的学科范畴进行了探讨,追溯了分布式视景仿真的技术起源,对其发展脉络进行了划分。对该技术多年来的应用和研究现状进行了分析和评述,最后就其今后的研究发展方向作了预想。研究成果有助于该项技术理论和应用体系的丰富和完善。

Abstract：

Distributed visual simulation （DVS） technology is an intersecting and syncretic simulation technology including visual simulation and network simulation. The subject category of DVS was discussed, and the technology origin and development process were backward. The application and research status were analyzed. At last, the future research direction was expected. These research harvests can help building the theory and application system of DVS.     

视景库的一种模糊组织方法

本文运用模糊关系的思想，提出了在视景产生系统中天地景数据库的一种提取和组织方法，其特点是：１）视景库分为图案库和映射库两个关系库；２）根据实际要求的精度设置不同的阈值进行优化图案库。最后本文建立并论述了一种查询方法。     

基于地面反射特性的微光视景生成技术研究

研究了光照条件、气象条件和ICCD相机特性等因素对微光成像的影响,建立了微光视景生成的数学模型,包括:地面反射特性模型、大气传输模型、ICCD相机特性模型和噪声模型,针对地面光谱反射特性对微光图像对比度的影响,提出了基于地面反射特性的微光图像仿真方案,并在此基础上研制了一个完整的蕴含LOWTRAN7计算内核和ICCD后段仿真的微光视景生成系统。仿真实验结果说明了该方案的有效性。     

视景系统中三维动态模型加载方法的研究与实现

虚拟场景中如果缺少了三维动态表现,会影响到模拟的真实感和系统表现。基于OpenGVS开发平台提出两种动态模型的加载方法:(1)利用3DSMAX加载三维刚性物体运动过程;(2)加载使用底层图形库开发的动态效果,例如基于粒子系统的火焰等。同时,还对动态过程表现中要求的帧速稳定性提出了一种解决方案。上述方法无需过多资金投入,加入虚拟场景后耗费资源少,程序控制简单有效,实现效果逼真。     

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.     

水下航行器视景仿真系统的研究

基于软件平台MultiGenCreator和Vega开发出DIS环境下航行器视景仿真系统。提出了视景点的软硬件配置要求；论述了基于Creator的实体建模方法、基于creator建模和Vega软件环境的海面、水下等海洋环境效果的生成方法、视景仿真软件的开发过程以及整体系统的实现等关键技术。仿真结果表明，该视景系统逼真地演示出水下航行器仿真过程，并且满足系统仿真的实时性要求。     

基于OpenGL的导弹攻击过程可视化仿真

运用OpenGL图形库,研究了三维对象的建模方法、特殊效果产生技术、模型的数据驱动及视点变化技术。建立了舰船、飞机和导弹的三维模型,制作了大海、天空、岛屿、爆炸等特殊场景。实现了导弹攻击过程的可视化仿真,试验者可通过视景仿真终端从任意距离和角度观察导弹的攻击过程。     

交通微观仿真中的驾驶员视觉感知模型

驾驶员视觉感知模型是交通微双肪真中机动车模型的—部分，其作用是表现出实际驾驶活动中，驾驶员对外界的视觉感知能力，也就是哪些物体可以被驾驶员看到，哪些不能。通过驾驶员视觉关注焦点的移动规律、视场范围和障碍物遮挡等3个方面的研究，提出了一个新的驾驶员视觉感知模型，并注意了该模型的运算速度问题。通过计算机模拟实际场景，对比受试者和模型标注的感知对象，完成了模型有效性验证。对10位受试者进行了194次测试，受试者标注了528个目标，而感知机模型标注了516个目标，其中吻合率为84．30％，漏检率17．61%，误检率15．34％。对出现差异的情况进行细致地分析，可以发现这些差异全部来源于受试者的感觉误差，而且受试者在看到视觉感知模型的输出后，没有一例表现出异议。此外，该模型在避免以往的理想全局明縻模式的带来的缺点的同时1还能使模型的计算量大为减少。     

基于Vega的飞机防滑刹车系统视景仿真

在机载机电设备综合控制管理仿真平台的设计中,为了改变过去仿真时只是单一的数字或曲线显示仿真结果的状况,直观形象地显示仿真过程,加入了视景仿真模块。飞机防滑刹车系统作为该平台的一个子系统,建立了一个对该系统进行实时视景仿真的分布式的体系结构,其中视景驱动程序的设计采用基于MFC的Vega。     

基于三点法的地空导弹攻击过程可视化仿真

地空导弹攻击过程可视化仿真包括数学模型的建立和可视化场景的实现,精确的数学模型是场景高度逼真的前提.分析了地空导弹在空气动力、发动机推力和重力作用下的受力情况,建立了在三点法引导时导弹攻击过程的运动方程组,并给出了目标在蛇形机动时导弹相应的三维弹道曲线.最后运用OpenGL图形库,研究了天空、地面以及导弹飞行尾焰和爆炸场景等特殊效果的生成方法,实现了导弹攻击过程的可视化仿真,较精确地再现了三点法引导时地空导弹的飞行过程.     

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。     

分布式仿真系统的多通道视景生成

多通道视景生成可以给用户带来具有强烈沉浸感和宽视野的数据可视化效果。讨论了一种在HLA仿真架构下,基于PC机群的分布式仿真系统的多通道视景生成的体系结构,以及在该体系结构下各主要功能模块的工作流程。实验结果表明,该系统在实现分布式仿真系统数据驱动下的多通道静态场景、动态实体实时生成的同时,能够及时响应用户的交互操作,并且具有很高的性能价格比。     

基于分层模式的视景仿真系统研究与设计

视景仿真系统作为虚拟现实的重要表现形式和系统仿真的重要手段,已被广泛应用于各行各业。针对视景仿真系统的可扩展性和可移植性需求,提出了一种基于分层设计模式的视景仿真系统体系结构,详细阐述了基于分层模式的视景仿真系统总体框架的建立和各个模块的设计,并通过一个导弹攻防系统的设计实现验证了该体系结构的可行性和灵活性。     

基于Koch曲线的土体孔隙三维可视化仿真

土壤孔隙结构三维可视化是定量化研究和理解土体结构及土壤特性的重要基础。提出一种三维Koch曲线建模算法及基于Koch曲线的土壤孔隙三维可视化方法。应用广义能量极小值原理确定Koch曲线上转折点坐标;根据特定土壤土体孔隙结构特征进行土体孔隙三维重建,具体过程包括土体孔径变化控制、土体孔隙逐层绘制、土体孔隙分布控制和土体孔隙参数交互式控制。验证分析表明,在计算机上重建的土体孔隙能较好地表现特定土壤土体孔隙结构特征,具有较强真实感。