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基于微机的多通道列车视景仿真系统的研究

唐冰  
【摘要】: 视景仿真系统是列车仿真器的重要组成部分,也是衡量一个仿真器先进与否的关键因素。针对国内高档列车仿真系统的需求和国外高档列车仿真系统昂贵的现状,本论文提出了一种基于微机的、多通道、宽视场的列车视景仿真系统,并对视景仿真节点间的实时通讯、真实感图形的实时绘制等关键技术进行了研究,主要工作包括: 1.在Linux环境下建立了基于OpenGL的高级视景开发环境——采用IRIS Performer实现对场景的快速绘制,讨论了三维视景数据的建立、组织与简化。 2.实现了基于微机的多通道视景仿真系统,可为参与者提供更宽的视场。该系统采用分布式体系结构,通过IP组播与单播相结合的形式实现节点间的通信,能满足列车仿真系统的实时性要求。与基于SGI图形工作站的视景系统相比,该系统具有结构灵活、易于扩展升级、成本低的优点。 3.采用投影纹理映射技术实现了像素级光照效果,并成功地用来模拟列车头灯。采用基于阴影纹理的投射技术实时生成阴影,提高了视景仿真的真实感。提出了阴影混合生成法和阴影物体筛选相结合的方案,生成阴影可根据物体和光源的关系选择相应的阴影生成技术,较好的解决了阴影生成速度和真实感间的矛盾。 4.在列车视景仿真系统中采用节点切换机制和纹理映射方法,初步实现卧轨、火灾事件的模拟,可以为接受培训的学员提供突发事故的训练。


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