银河仿真工作站实时图形显示方法

在进行半实物仿真试验时，常常需要观察某些参数的变化情况，需对指定的参数图形进行实时显示，由于在仿真工作站上显示的时间比较长，影响半实物仿真的实时性，为此，提出并实现了在银河仿真工作站上通过D／D和实时网实现的两种异地实时图形显示方法，并给出了两种方法的实验结果，实验证明这两种方法能有效解决半实物仿真的实时图形显示问题。     

大面积真实地形场景库的生成与实时显示技术

大面积真实场景库的生成与实时显示是军事仿真视景系统开发的难点问题。作者研究了解决此问题的关键技术,包括LOD、虚拟纹理、纹理映射、页面动态调度策略和大地形数据库管理;提出了应用上述技术的解决方案,利用CreatorTerrainStudio工具建模,生成逼真的大面积地形,采用VegaPrime及其LADBM模块绘制真实场景,保证了驱动实时性,并达到了良好的仿真效果。     

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。     

机车车辆-轨道耦合动力学实时仿真模式研究

机车车辆-轨道耦合系统不但在动力学过程中是一个复杂的系统，而且在几何结构上也是一个复杂的系统，本文在分析现有机车车辆-轨道动力学综合仿真的复杂性基础上，从仿真计算机体系结构和系统集成的角度，研究了几种考虑数值计算和可视化的综合实时仿真的方法，探讨了多线程技术，DDE技术和分布式仿真技术和计算机网络在机车车辆-轨道耦合动力学仿真中的应用，结果表明，几种方法是可行的，尤其基于DCOM仿真技术和基于离线计算的数据文件共享是很有前途的方法。     

基于地球3D场景的飞行器运动轨道仿真

分析了地球引力场中飞行器运动建模与仿真的发展对建立地球参考模型的需求,并建立了一个地球3D参考体——由地球椭球体模型和地心3D直角坐标系所组成的空间定位和定向系统。描述了飞行轨道数据矢量、不同空间参考坐标之间的变换关系,说明飞行轨道在地球模型上演示的可行性,以及可视化的重要性。在MATLAB环境下设计和实现了飞行器运动轨道基于地球3D场景的仿真软件系统,包括系统的体系结构、主要函数和用户界面。     

海洋环境的动态仿真系统研究

采用Open Inventor作为三维建模和视景仿真的工具,构建了一套海洋环境动态仿真系统.本系统利用声纳等水下数据采集设备实时获取的海洋数据信息(如海底深度、海洋底质类型及其声学参数、舰艇潜艇位置信息等)构建三维海洋环境.本系统不仅可以满足多个用户对当前海洋环境实时仿真的需求,还允许用户能够根据各自的需求进行不同场景的定点、定时回放,并实现播放、暂停、快退、停止等功能.本系统在南海浅信区进行了海试试验.试验结果表明,此仿真系统可以取得非常逼真的仿真效果.     

近地空间环境要素三维建模与可视化仿真研究

提出了近地空间环境要素三维建模的静态模型和实测模型。根据近地空间环境各要素的特点，首先利用各种静态模式和实测数据构建三维空间数据场。然后对数据场进行六面体单元剖分，其中对实测得到的空间数据利用雅克比矩阵转换为规则六面体数据。最终，分别给出了中性大气、电离层等离子体、地球基本磁场和地球辐射带的几何模型，提出了一种适合于近地空间环境要素仿真的通用三维可视化方案。     

基于X3D的仿真可视化支撑服务研究与实现

X3D集成XML,Java以及流媒体技术支持基于Web的三维可视化建模和渲染,是当前Web3D的标准.网格技术是一种新兴的Internet计算模式,通过构造动态的虚拟组织实现计算资源的共享与协作.本文将X3D技术与网格技术、J2EE技术相结合,构建基于Web的仿真可视化支撑环境体系结构和相应的可视化支撑服务,实现广域网内基于浏览器访问、共享和组装多种武器、地形、特效的三维模型,快速定制和构建三维可视化应用,构造虚拟仿真环境.对仿真可视化支撑环境体系结构及服务实现的关键技术进行了详细的介绍.     

基于激光扫描数据的三维场景仿真

通过利用地面三维激光扫描仪获取的空间数据,进行了三维空间地物建模研究。首先分离提取建筑物地物,然后对得到的数据进行去噪处理,再通过整体匹配纠正并对原始测量数据进行重新采样和拼接配准,建立了由三角网构成的三维表面模型,最后在虚拟现实环境中实现了三维场景仿真。     

制导炸弹的实时仿真可视化系统设计

分析了运用OpenGL图形库对制导炸弹飞机带飞和投弹实验进行实时化、可视化仿真设计的可行性。研究了实时仿真所需的五大功能模块。介绍了如何利用Open GL和Visual C 6．0以及串口通讯实现编程的方法。制导炸弹的实时仿真可视化系统设计是以Visual C 6．0为开发工具，利用其强大的类库MFC及工具App Wizard，结合OpenGL图形库的编程思想而实现的。它实时、生动、清晰、直观地显示了制导炸弹飞机带飞和投弹的全过程，从而实现了制导炸弹的实时可视化仿真。实验证明，该系统可以有效地在监视器上实时显示出制导炸弹的飞行姿态及其性能参数。     

三维空间中凸多刚体实时运动仿真

将计算机科学与理论力学相结合,介绍了多刚体运动仿真的步骤和方法。首先论述了单个及多个刚体的运动仿真步骤以及应用叠加原理计算合力及合力矩的方法。然后,针对刚体运动中的不同碰撞响应类型:碰撞接触与临时接触,分别建立不同的碰撞响应力学模型,前者运用恢复系数理论和动量、动量矩定理建立响应模型,后者通过分析刚体的受力和运动状态建立相应的动力学模型。最后,讨论了该方法的局限性以及适用的范围。     

虚拟仿真中二维圆形区域与三维实体的融合显示

针对虚拟仿真应用程序开发中的二维圆形区域与三维实体模型的融合显示问题，提出了一种简便的解决方案，即用聚光光源产生的光斑来模拟二维圆形区域在三维目标模型上的影印效果。文中阐述了方法的应用背景，实现的具体算法，描述了在Vega开发环境下实现此方案的详细步骤和具体方法。用此方法实现二维圆形区域与三维实体的融合显示不仅具有实现方便、效果自然的特点，而且算法简单，实现速度快，可以满足虚拟仿真的实时性要求。     

一种改进的立体云模拟方法

提出了一种改进的立体云模拟方法。它建立在Gardner的椭球模型基础之上,对其在模型的使用和模型填充方面作了改进和扩展。根据此模型建立的立体云模拟系统能够模拟出单朵云、积云、云海等不同的立体云现象,并且能够实现立体云的穿越,弥补了Gardner方法的不足。同时,给出了一些云彩生成过程中有关动态控制的关键问题和难点的解决方法。     

实时力觉交互中的虚拟力计算及渲染方法

虚拟力计算和渲染是虚拟现实力觉显示系统的核心技术。针对人与虚拟环境通过工具进行接触交互的任务,讨论了提高力觉显示逼真度的方法。静态物体采用三角片模型,运动的虚拟工具采用质点模型。用均匀划分包围盒方法和基于三角片元素拓扑关系及最短距离迭代的方法,分别解决虚拟力计算的碰撞检测和碰撞响应问题。针对物体几何特征逼真度显示给出了渲染判据,实现了逼真度和稳定性的矛盾折衷。基于力觉交互设备Phantom,开发了力觉仿真系统平台,通过感知具有典型几何特征的物体形状,验证了虚拟力计算和渲染方法的有效性。     

基于GPU的二维流体实时模拟

利用可编程图形硬件的高级语言Cg在GPU上实现了二维流体的实时模拟,充分发挥GPU的并行计算能力加速了模型的解算。采用半拉格朗日方法来求解纳维-斯托克斯方程,保持流体模拟的稳定性;引入了漩涡约束因子弥补模拟中出现的数值耗散;采用纹理来存储计算过程中用到的数据,并将向量数据各个分量存储到纹理单元的4个颜色通道,减少了GPU计算次数;实现结果表明,对二维流体的模拟是高效率的。     

一种基于Web的作战模拟态势显示方法

态势显示是作战模拟中的关键一环,以往基于HLA作战模拟系统中的态势显示方法暴露出灵活度不够、态势共享能力不足的问题.下一代分布式仿真标准可扩展建模与仿真框架XMSF和网络中心战NCW强调Web技术应用和态势信息的共享.本文首先介绍了传统方法的不足,并根据作战模拟的新要求提出了一种基于Web的态势显示方法.其次详细阐述了该方法的工作原理和关键技术:利用GSDC方法实现仿真态势数据的收集、入库、发布和映射.随后在该方法的基础上,以地理信息平台ArcGIS和视景仿真软件Vega Prime为支持实现了基于Web的作战模拟态势显示系统.最后,总结了该方法的特点并展望其发展.     

一种基于规则的仿真精度实时分析方法

针对复杂分布式仿真系统实时精度分析困难以及分析方法较少的情况,提出了一种基于规则的仿真精度实时分析方法。首先概述了仿真精度和精度分析的概念;然后重点讨论了实时精度分析方法的原理,包括仿真事件及其关系的形式化描述方法,规则的表现形式,以及精度分析的流程和规则库设计;最后结合应用实例,给出结论及下一步研究方向。     

基于关节的虚拟场景建模及仿真方法

针对虚拟现实技术中场景生成及仿真问题提出了一种基于关节的虚拟场景建模及仿真方法。该方法将场景中实体的位置状态及其基元间的连接关系用统一的关节描述,通过建立场景连接图表述场景结构,在场景更新过程中采用关节驱动基元的方式。在此基础上,我们开发了通用的虚拟场景可视化软件平台,测试证明提出的方法可以有效地提高场景建模及仿真处理的效率。     

实时流体模拟中边界检测方法的改进

基于物理的流体模拟近年来成为了计算机图形学和动画领域的研究热点,其方法在总体上可以分为欧拉法和拉格朗日法,其中基于拉格朗日法的流体模拟在处理边界时一般采取单元格标志的方法,这种方法精度较低且细节表现力不强。引入刚体碰撞检测的方法,对流体边界模型和算法进行了改进,通过对流体边界的预处理加速了碰撞检测的过程,使流体的边界不限于标志为边界的单元格,而是自由的面或线段。用例证明改进的算法提高了碰撞的精确度,增强了算法的实用性、灵活性和模拟的真实感。