常规弹道导弹三维视景仿真应用系统的研究和实现

论文摘要

视景仿真(Scene Simulation)技术是计算机仿真技术的重要分支,将视景仿真技术应用于二炮部队弹道导弹飞行模拟,对部队作战训练,武器研发具有重要的现实意义。大规模三维地形可视化是导弹飞行视景仿真的重要组成部分。针对现有三维地形LOD(Level of Detail)生成算法表现导弹飞行视景的不足,文中提出了一种适合导弹飞行视景局部场景的三维地形LOD生成算法;并且针对3D GIS中表现导弹飞行视景中的不足,提出了一种基于纹理分块的地形显示方法。最后,在这些算法的基础上,基于MultiGen Creator/Vega Prime建立了局部场景视景,基于3D GIS软件TerraExplorer Pro实现了大跨度地域视景,建立一个常规弹道导弹三维视景仿真应用原型系统。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景和意义
• 1.2 视景仿真
• 1.3 国内外研究概况和发展动态
• 1.3.1 计算机仿真技术发展
• 1.3.2 国内外视景仿真技术发展动态
• 1.3.3 3D GIS 技术发展现状
• 1.3.4 国内导弹三维视景仿真系统的发展现状
• 1.3.5 大规模三维地形可视化算法发展现状
• 1.4 本文主要内容及主要贡献
• 1.4.1 论文的主要内容
• 1.4.2 本文的主要贡献
• 第二章 视景仿真技术
• 2.1 三维视景生成技术
• 2.1.1 三维建模
• 2.1.2 实时视景生成技术
• 2.2 数据管理和三维动画技术
• 2.2.1 数据管理
• 2.2.2 三维动画技术
• 2.3 三维视景仿真开发软件
• 2.3.1 MultiGen Creator
• 2.3.2 Vega Prime
• 2.3.3 3D GIS 以及TerraExplorer Pro
• 2.3.4 Vega Prime 和TerraExplorer Pro 比较
• 2.4 导弹飞行视景仿真研究
• 2.4.1 导弹飞行视景的特点
• 2.4.2 实现导弹飞行视景的关键技术
• 2.4.3 引入3D GIS 表现导弹飞行视景
• 第三章 导弹视景中局部场景地形渲染技术研究与改进
• 3.1 三维地形LOD 生成算法
• 3.1.1 LOD 算法研究现状
• 3.1.2 现有典型算法对表现导弹飞行视景存在的不足
• 3.2 基于取样三角形点化的三维地形LOD 生成算法
• 3.2.1 取样三角形点化原理
• 3.2.2 取样三角形的选择
• 3.2.3 算法步骤
• 3.3 取样三角形点化LOD 生成算法与其它算法的比较
• 3.3.1 LOD 分辨率误差模型
• 3.3.2 比较结果
• 3.4 基于取样三角形点化LOD 算法和视点相关的地形实时绘制
• 3.4.1 基于取样三角形点化LOD 算法的地形绘制
• 3.4.2 绘制实例
• 3.4.3 采用基于取样三角形点化LOD 算法前后实时性能对比
• 第四章 导弹视景中基于3D GIS 的三维地形显示技术研究
• 4.1 三维地形模型的创建
• 4.1.1 3D GIS 中三维地形的表示
• 4.1.2 影象、高程和矢量数据的融合
• 4.1.3 针对导弹飞行视景表现中存在的不足
• 4.2 基于纹理分块的地形表示方法
• 4.2.1 纹理分块与纹理块调度方法
• 4.2.2 纹理块与地形的匹配
• 4.2.3 地形与纹理的同步渐进压缩传输
• 4.2.4 三维地形显示实例
• 4.3 三维地形显示技术改进性能分析
• 4.3.1 存储空间分析
• 4.3.2 实时性能分析
• 4.3.3 改进前后性能对比
• 4.4 地形漫游时使用纹理分块的讨论
• 4.4.1 视点分析
• 4.4.2 视点漫游时纹理的使用
• 4.4.3 导弹视景中俯视纹理使用分析
• 第五章 原型系统实现
• 5.1 系统总体结构设计
• 5.1.1 系统运行流程设计
• 5.1.2 三维视景仿真应用模块运行流程设计
• 5.1.3 大跨度地域显示
• 5.2 局部场景实现
• 5.2.1 Vega Prime 视景驱动技术
• 5.2.2 系统总体结构和主要模块设计
• 5.2.3 局部场景中一些关键技术的研究与实现
• 5.3 大跨度地域视景实现
• 5.3.1 TerraExplorer Pro 的API 分析
• 5.3.2 大跨度地域视景实现
• 5.4 局部视景和大跨度地域视景的统一
• 5.4.1 三维模型的处理
• 5.4.2 驱动数据的统一
• 5.4.3 视景的同步处理
• 5.5 原型系统实现
• 5.5.1 系统运行界面
• 5.5.2 大跨度地域视景体现
• 5.6 以后的工作
• 第七章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果