利用虚拟现实技术对战场进行三维建模与仿真研究

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战场仿真技术是近来研究的热点内容,也是备受军方重视的项目之一。战场仿真主要运用虚拟现实技术(Virtual Reality,VR)、计算机仿真(Computer Simulation)技术,在各种战场信息的基础上,通过计算机信息处理后,实现战场环境的逼真呈现。论文详细介绍了基于 MultiGenCreator的三维建模方法,提出了建模技术路线,建立了一个包括地形模型、实体模型和环境模型的完整的三维虚拟战场模型,探讨了三维建模中的一些关键技术,并从场景结构优化和模型构建优化两方面,提出了三维虚拟场景建模的优化技术和方法。  本论文基于以上的理论基础,以课题组某单位重点研究项目为背景,对三维战场仿真,特别是导弹打击目标的战场环境仿真所涉及的各类关键技术做了较为深刻的研究,并建立了相关仿真系统。  论文针对战场环境仿真的核心技术——虚拟现实技术,介绍了它的发展历程、国内外的研究现状、相关概念、组成分类,讨论了面向虚拟现实的三维建模技术的特点、基本内容、实现方式、关键技术以及在军事领域的应用,并在此基础上选择基于几何的虚拟现实建模方法,并选择了相关的开发工具,对系统的设计划分为建模及驱动两大部分。  从建模理论基础入手,深入研究了仿真建模工具Multigen Creator的使用方法及运用技巧,并以提高“实时性”和“真实感”为目,具体介绍了对复杂三维场景实体的构建方法,给出了基于MultiGen Creator的三维虚拟现实建模技术的建模流程、场景集成和管理调度方案。建立了一套包括大地形、各类单体模型在内的模型库,实现了战场仿真环境的构建。  在分析 Vega软件和基于 Vega的三维场景渲染技术的基础上,论文提出一种大规模复杂场景、具有较高实时性和交互性的战场环境系统的实施方案和方法,实现了系统的场景显示与实时漫游、模型驱动与实时控制和特殊效果显示等功能,解决了仿真过程中碰撞检测、特效渲染、视点设置、听觉仿真、大规模数据库管理等关键技术。  通过对三维战场建模及驱动两部分的研究,开发了一套基于微机平台的导弹战场环境仿真系统,该系统可通过分布式及单机运行两种状态,在不同的场景环境下,动态演示导弹对相应目标的打击过程的过程,包含特效、声音等各类仿真信息,画面流畅、系统稳定,具有良好的交互能力。
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