空战视景仿真技术研究

论文摘要

随着计算机技术和仿真技术的不断发展,虚拟现实技术在军事领域的应用变得越来越广泛深入。三维视景仿真作为虚拟现实技术的一个重要分支,国内外学者对其进行了大量的研究,取得了众多的研究成果,并形成了广泛的应用需求。根据空战战况评估与空战模拟演习的需要,对空战视景仿真技术的研究与探讨是十分必要的。本文论述了利用OpenGL图形库在VC++平台下建立和绘图空战场环境的基本方法,并介绍了视景仿真所涉及的关键技术。利用三维图形与视景仿真的相关技术,本文建立了空战场的自然环境模型,主要包括天空模型,并研究了空战场天气效果的仿真实现方法。其中,利用网格模型和纹理映射技术实现了天空模型的动态仿真,研究了利用粒子系统实现空中云彩的实时动态仿真的方法。本文对空战实体建模与战场实况仿真进行了研究。在分析了各种3D实体模型的建模方法与存储方式后,采用了实体模型导入的方法进行建模。空战的战斗特效是空战视景仿真的重要组成部分,本文研究了战斗机尾焰以及爆炸等战场特效的绘制方法,并进行了实现。在视景仿真系统中,视景的显示与控制占有相当重要的地位。本文研究了空战视景的显示与控制方法后,提出了一个新的空战视景仿真系统的框架结构。文中论述了系统中各组件的功能特性及相互间组成关系,并进行了部分实现。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究解决的主要问题及论文结构
• 1.3.1 研究解决的主要问题
• 1.3.2 论文的组织
• 第2章 视景仿真开发综述
• 2.1 开发平台与开发环境
• 2.1.1 OpenGL简介
• 2.1.2 VC++下的OpenGL程序开发
• 2.2 视景仿真关键技术
• 2.2.1 粒子系统
• 2.2.2 纹理映射技术
• 2.2.3 细节层次模型
• 2.2.4 碰撞检测
• 2.3 本章小结
• 第3章 空战场自然环境模型的建立与研究
• 3.1 云彩的生成算法与仿真
• 3.1.1 云彩的生成算法
• 3.1.2 云彩的实时仿真
• 3.1.3 云彩效果的粒子模型
• 3.2 天空模型的建立与实现
• 3.2.1 基本实现方法
• 3.2.2 天空模型的构建
• 3.3 战场天气效果的仿真与实现
• 3.3.1 雾景的仿真模型与实现
• 3.3.2 雪花粒子的仿真模型与实现
• 3.3.3 雨滴粒子的仿真模型与实现
• 3.4 本章小结
• 第4章 战斗实体及战术模型的设计与研究
• 4.1 战斗实体模型的设计与演示
• 4.1.1 战斗机模型的设计
• 4.1.2 战斗机模型转化成OpenGL程序
• 4.1.3 飞行场景的建模
• 4.1.4 战斗机起飞的演示
• 4.2 空中战斗机战术模型的研究
• 4.2.1 空中战机战术活动的分析
• 4.2.2 空中战机的战斗航迹模型
• 4.3 战斗实体动态效果的仿真与实现
• 4.3.1 战斗机尾焰的仿真与实现
• 4.3.2 导弹尾焰的仿真与实现
• 4.3.3 爆炸效果的仿真与实现
• 4.4 本章小结
• 第5章 仿真系统的体系结构与演示实验分析
• 5.1 系统总体结构
• 5.2 人机交互层
• 5.2.1 主控制台
• 5.2.2 仿真客户端
• 5.3 控制层
• 5.3.1 环境控制
• 5.3.2 运动控制
• 5.4 管理层
• 5.4.1 场景管理
• 5.4.2 战斗实体管理
• 5.4.3 视景管理
• 5.5 绘制层
• 5.6 仿真系统的演示实验分析
• 5.6.1 两种天空模型的比较与分析
• 5.6.2 从我机右后侧观察空战场景的演示与分析
• 5.6.3 从我机正后面观察空战场景的演示与分析
• 5.6.4 从敌机正前方观察空战场景的演示与分析
• 5.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢