论文摘要
随着计算机软、硬件功能的提高,对战场环境的仿真逐步引入了虚拟现实技术,在这种虚拟战场环境中要求实现多人战术研讨和共同作战指挥,这必定对战场态势可视化技术提出更高的要求,而传统的二维标绘系统已难以形象地表达逼真的三维战场态势,三维军事标图正是在这种呼声中应运而生的新的研究课题。另外,随着科技的迅猛发展,基于地理信息系统(GIS)的场景三维可视化技术已经越来越显示出了它的优势,探索与研究三维图符标绘技术成为了一项新的研究热点。首先,研究了三维标绘图符的生成与标绘技术。本文在国内外相关研究发展现状的基础上,借鉴已有的研究成果,分析了军标的特点,根据研究的需要提出了三维标绘图符的概念及其标绘规则,并对其进行了合理的分类。本文研究了三维标绘图符的生成及三维表现形式,在图符的生成技术中,以天空模型为例,使用面积等比约束的算法,重点讨论了过程建模在图符生成中的应用。在三维图符的标绘技术中,重点讨论了三维态势标绘涉及到的地形高程匹配、碰撞检测与碰撞响应等关键技术,并提出了一种实体模型和公告板模型相结合的生成与标绘方法。另外,按照三维标绘图符的分类,介绍了三维军标、三维实体模型以及过程模型三种图符的存储方式。其次,研究了三维标绘图符的简化算法。在态势标绘中,既要表现三维图符的真实感,又要解决实时性的问题。本文针对三维标绘图符的复杂性与实时显示要求的冲突,研究了网格模型的简化算法。首先,较全面的介绍了当前各种有效的网格简化算法并分析了它们的优缺点。其次在QEM算法基础上,引入尖特征度的概念,提出了一种改进的二次误差模型简化方法,该算法不仅可以合理分配网格,保留了模型的重要几何特征,使得视觉效果更好,而且在选择收缩边时,用边的权值来代替顶点对的存储,改进了优先权队列,节省了算法空间。最后在三维标绘的基础上,设计了演示系统来管理和控制这些三维图符。文中介绍了3DS文件的结构,并在此基础上实现了该类型文件的载入操作。之后介绍了控制和管理三维标绘图符的实现途径,形成了可行的系统方案。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 研究背景1.1.1 军事战场仿真应用的基础1.1.2 地理信息系统不断发展的需求1.2 国内外研究现状1.2.1 国外研究状况1.2.2 国内研究状况1.3 态势图的可视化1.4 研究目的与意义1.5 论文内容安排第二章 三维图形开发基础理论2.1 图形学几何基础知识2.1.1 参数曲线的定义及其切矢量、法矢量、曲率和挠率2.1.2 插值、逼近、拟合和光顺2.1.3 三次参数样条曲线2.1.4 Bezier 曲线2.2 计算机三维建模原理与方法2.2.1 三维建模原理2.2.2 基于OpenGL 建模方法2.3 三维图形实时生成与显示技术2.4 本章小结第三章 三维标绘图符的生成与标绘3.1 三维标绘图符的简介3.1.1 三维标绘图符的概念3.1.2 三维标绘图符的组成及分类3.1.3 三维标绘图符的设计原则3.1.4 三维标绘图符的标绘规则3.2 三维标绘图符的生成3.2.1 过程建模概念3.2.2 基于面积等比约束算法的天空建模3.2.3 线状军标的生成3.2.4 常用的几何建模工具3.3 三维标绘图符的标绘3.3.1 公告板技术（Billboard）在系统中的应用3.3.2 三维标绘图符与地形的匹配3.3.3 碰撞检测在系统中的优化3.4 三维标绘图符的存储3.4.1 三维军标的存储3.4.2 三维实体模型的存储3.4.3 过程模型的存储3.5 本章小结第四章 三维标绘图符简化技术4.1 模型简化方法分类4.1.1 静态方法4.1.2 动态方法4.2 二次误差简化方法4.3 一种改进的二次误差简化方法4.3.1 基于尖特征度的误差度量4.3.2 优先权队列4.3.3 新顶点的计算4.3.4 算法流程4.3.5 实验结果4.4 本章小结第五章 三维标绘图符演示系统设计与实现5.1 系统需求分析5.2 系统界面设计5.3 系统功能设计5.3.1 态势图构建模块5.3.2 信息管理模块5.4 系统结构设计5.5 三维标绘图符库的设计5.5.1 设计原则5.5.2 三维标绘图符库的更新5.5.3 三维标绘图符的读取5.5.4 三维标绘图符的检索5.6 系统实现5.6.1 运行环境及软件接口5.6.2 3DS 文件结构5.6.3 3DS 模型的载入5.6.4 三维标绘图符的控制5.6.5 三维标绘图符的管理5.7 本章小结第六章 总结与展望6.1 本论文研究总结6.2 前景展望致谢参考文献攻硕期间取得的研究成果
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