目前广泛使用的基于底层图形接口Open-GL或Direct3D的可视化仿真系统效率低下,且各种作战仿真研究的首要目标是提高其环境的真实性。因此,本文针对当前坦克模拟训练系统在高逼真度、高效率、跨平台和强交互性等方面的不足,提出了基于跨平台开发引擎Unity3D坦克虚拟驾驶模拟系统的设计思想。采用插件集成开发的模式对视景系统进行设计并做仿真研究,完成了由视景仿真模块、实时天气特效管理模块、行为驱动仿真模块、仪表仿真模块和坦克作战仿真模块、控制界面等子模块所组成的坦克虚拟驾驶视景仿真系统,并讨论了各个子模块的设计功能和技术原理。首先,结合坦克驾驶信息融合的实际需求和国内外最新的信息融合动态,提出了改进的信息融合功能模型,同时建立了与之对应的战场态势感知系统评价体系,旨在将虚拟现实与态势感知结合起来,为未来坦克虚拟驾驶提供理论的方案设计。其次,以现代坦克主战场为背景及视景仿真系统的高逼真度要求,开展虚拟场景混合建模方法的研究,并在三维建模软件3ds Max下建立了坦克模型及三维场景相关模型。采用地形绘制技术构建了真实感较强且多样的坦克虚拟驾驶场景,通过获得高精度低面数的DEM(Digital Elevation Model,数字高程模型)构建真实地形。以往的模拟驾驶系统仅简单地对雨、雪、雾等自然景观进行仿真,并未结合实地环境。本系统设置了天气系统管理模块来动态控制雨、雪、雾的仿真特效,具有实时和交互的特性。通过调整系统粒子数量,实现不同强度的雨、雪、雾的特效渲染,同时从地理位置上对应现实城市,将预置的地理位置的真实气象数据实时返回,并将现实天气同步到虚拟场景中,用户可根据实时天气状况对虚拟场景中的天气特效做出动态调整,在一定程度上有助于坦克操纵时提前做出合适的预判。此外,在仿真软件Unity3D中,根据坦克车辆动力学模型和碰撞器的使用,设计了满足本系统要求的控制程序脚本,坦克可以实现多种场景下的驱动仿真,在虚拟环境中能够紧贴高低起伏的地面实时完成前进、倒车、制动、左右转弯、瞄准敌方目标开炮等行为。本文提出了基于X Dreamer状态机坦克虚拟驾驶控制方案,极大地减少了系统资源消耗。最后,通过采用NPC(Non-Player Character,非玩家角色)自动寻路算法进行智能感知,NPC坦克能够动态规划路径,进而锁定敌方目标,然后与用户操纵的坦克一起完成编队协同作战仿真。经测试验证,视景仿真系统运行后保持在101-372FPS(Frame Per Second,帧率),本系统的各模块设计仿真效果均已较好实现,基本达到了视景仿真系统实时交互性和真实沉浸感的要求。