基于Vega Prime的三维虚拟战场大地形动态生成研究

大地形的三维可视化直接影响虚拟战场的真实感、沉浸感、交互性及作战仿真任务的覆盖率。针对虚拟战场大地形可视化的特点,着重于大规模真实地形实时可视化技术的研究与实现,并以我国西北部某地区的DEM(数字高程模型)数据及其卫星照片作为原始数据,通过设置多层LOD和采用虚拟纹理、网格简化及地形分块技术,采用三维建模软件CTS(Creator Terrain studio)生成了一块400X400km2的大地形,满足了作战仿真对三维虚拟战场的需求。     

动态地形仿真研究

动态地形仿真主要研究动态地形和军事系统之间的相互作用,这些作用直接影响着作战仿真过程和结果的逼真度和可信度。从动态地形仿真需求与原理出发,研究了动态地形仿真的两个关键技术：时序一致性和多态一致性,并基于综合环境数据表示与交换规范（SEDRIS）和高层体系结构（HLA）技术设计实现了一个动态地形仿真联邦,该联邦具有动态生成弹坑、反坦克战壕和阵地等军事实体的功能,能满足对动态地形有一定要求的作战仿真。     

基于VegaPrime的大型流域三维管理系统实现

随着数字流域概念及虚拟现实技术的发展，三维仿真系统作为一种全新角度的管理方法和技术手段，在流域的现代化管理中越来越体现出其重要性。讨论了基于Creator／CTS/VegaPrime平台的大型流域三维可视化管理系统的实现方法，通过采用荆江流域30米分辨率DEM数据、15米分辨率ETM＋遥感影像和1米分辨率航片数据进行流域大面积精确三维地形建模，开发了一个基于MFC的荆江流域三维仿真管理系统，并通过加入水利设施模型数据及属性数据，实现属性信息的查询和分析功能，使系统具备了基本的流域三维可视化管理功能，在技术层面，该文通过Virtual Texture、多级LOD以及分块地形动态载入管理技术的应用，解决了在大型流域仿真中大面积高精度纹理的处理及实时漫游的难点。     

一种用于实时可视化的海量地形数据组织与管理方法

针对海量地形数据实时可视化，提出了一种瓦片金字塔模型和线性四叉树索引相结合的地形数据组织方法，利用视景体裁剪、基于分辨率测试的目标瓦片快速搜索算法和瓦片请求预测机制实现了场景数据的动态管理。实验结果表明，该研究成果能够实现真实感海量地形数据的实时可视化与交互操作。     

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。     

基于地理信息系统的虚拟战场态势显示

以分布交互仿真中的虚拟战场态势显示为需求背景，基于地理信息系统(GIS)的理论和相应的软件工具，在虚拟战场态势显示中引入GIS技术，实现了基于GIS的虚拟战场态势二维与三维、静态与动态的显示，以及战场数据的添加与查询，计算机生成兵力的初始化及实时驱动、飞机地形高程匹配飞行的三维仿真。开发了一个具有统一集成环境、二维与三维态势显示相对应等特点的原型系统。 并介绍了其组成、功能和特点。     

基于多分辨率遮挡剔除的复杂地形绘制框架的研究

基于复杂地形实时绘制的特性,分析了地形多分辨率建模与遮挡剔除技术结合的必要性,提出了一种将地形多分辨率建模与基于最小二次方平面的地形遮挡剔除相结合的地形绘制框架及其设计原则.基于该框架的地形绘制算法除了能有效减少送入绘制管道的多边形数量之外,还充分考虑了算法性能的最优化及地形的动态扩展.实验表明了基于多分辨率遮挡剔除的地形绘制框架的可行性和有效性.     

海陆战场环境的实时视景仿真

海陆战场环境是登陆作战的主要战场环境。本文研究了海浪的数学模型、离散化过程、海浪可视化中的实时性问题、地形生成、海陆拼接、两栖车辆海上姿态仿真、BSP技术和多通道视景技术，并将这些技术成功应用于海陆战场环境仿真中。     

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.     

一种基于图形硬件的海量地形实时可视化算法

利用基于图形硬件的地形可视化算法—Geometrical Clipmap算法的基本思想,简化了算法的实现细节,讨论了算法的纹理映射处理方法,同时使用了一种更为快速高效的视锥体裁切方法和裂缝消除技术,进一步提高了绘制速度。并利用该算法结合金字塔多分辨率层次模型以及多线程动态调用机制,实现了海量数据的实时可视化。     

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。     

面向虚拟矿山的复杂异构地形网格渐变仿真

针对虚拟矿山动态仿真中地形网格具有规模大、结构复杂和变化前后拓扑异构等特点,实现了一种边界一致的快速异构网格渐变仿真方法。首先将大地形网格划分为静态区和动态区,对变化前后的动态区网格进行双向插值,实现顶点对应和拓扑重构;然后利用k-d树等结构建立动态区顶点和三角形网格的空间索引关系,实现对地形网格变化区域的快速查找和更新;最后根据地形网格特征自动计算符合实际生产工艺的渐变推进方向。通过实验表明,该方法在效率和逼真度方面均能满足虚拟矿山动态可视化仿真需求,可以较好地完成复杂地形网格渐变模拟过程。     

复杂战场环境中基于规则格网的动态地形的研究

分析了现有的静态地形的多分辨可视化算法，选择基于规则格网的ROAM(Real-Time Optimally Adapting Meshes)算法作为动态地形研究的基础算法，并对ROAM算法作了适应一般动态地形可视化的通用性的改进，提出了规则动态地形和不规则动态地形的解决方案，并用实验数据证明所设计的方法是可行而且有效的。     

三维可控真实感地形生成方法研究

提出了一种基于分形布朗运动的形状基本可控的真实感地形的生成方法.根据地形上少量特征点的三维坐标,将地形的整个平面区域划分成几个三角形,然后对每个三角形,利用改进的随机中点位移法进行三维地形数据的细分与迭代生成.并在PC机上用VC 6.0结合OpenGL编程,将生成的三维地形数据转化为具有真实感的可视化图形.模拟实验结果表明所提出的算法可以方便生成具有真实感、可控性的多峰山脉地形、一般平缓地形、以及复杂的组合地形,较好地解决了传统分形布朗运动对生成地形的形状无法预测和控制的问题.     

虚拟座舱实时视景仿真系统的设计与实现

本文首先阐述了虚拟现实技术在虚拟座舱视景仿真领域的应用，并通过三维可视数据库对物体及地形场景进行了建模，然后利用实时开发应用程序对场景动画进行驱动，最后实现了虚拟座舱的实时视景仿真系统。该系统可以完全满足虚拟座舱实时性的要求，为研究座舱仿真系统的视景实时生成问题提出了新的解决方案。     

作战视景仿真系统开发框架

分析了现有的视景仿真技术在系统结构和构建方法上的不足,针对鱼雷等制导武器工程研制仿真的共同特点,提出了一种基于VegaPrime的通用视景仿真开发框架GVSDA.GVSDA的特点在于:对视景仿真系统进行了抽象,建立了动态实体、静态实体、实体关联关系等基于XML技术的元模型,讨论了利用这些元模型建立视景仿真系统模型的方法,实现了XML模型到C 程序代码的自动转换.