收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

虚拟战场中特殊效果生成和实体模型简化技术研究

王林旭  
【摘要】: 虚拟战场以其在军事训练演习上特有的科学性、经济性、对抗性、直观性、交互性、实时性等诸多优点,为各国军队提供了在新时期下实现战略、战役、战术想定演练的有效途径,能大大提高军事作战模拟训练质量。虚拟战场需要有一个实时动态变化的、逼真的虚拟作战自然环境。特殊效果生成技术和实体模型简化技术是构建实时动态变化且逼真的虚拟作战自然环境的关键技术。 本文主要对虚拟战场中一些特殊效果的生成技术和实体模型的简化技术进行了深入的研究,所完成的主要研究工作和取得的主要研究成果如下: (1)动态地形的实时可视化技术 在虚拟战场中,需要真实地实时表现出炮弹在地面上炸出的弹坑以及车辆驶过地面后留下的清晰压痕。由于炮弹在地面上炸出弹坑和车辆驶过地面后留下压痕,其本质上都是改变了地形表面某处的高程值和(或)颜色纹理等属性,所以,本文将这两种特殊效果的实时生成技术统一为动态地形的实时可视化技术。地形表面的连续层次细节动态绘制技术,是构建虚拟作战自然环境的关键技术,也是生成弹坑和车辆驶过地面后留下的压痕等地表特殊效果的技术基础。 本文在定义了一种合理且有效的嵌套误差判据球的基础上,提出了一种快速的、视点相关的、连续层次细节地形表面绘制算法。本文定义的嵌套误差判据球可隐式地保证地表网格中裂缝的自动消除。该算法是实时生成各种动态地形效果的技术基础。实验结果证实了该算法的快速性和有效性。 本文在上述算法的基础上,针对动态地形可视化的特殊需求,提出了地表网格分辨率的动态扩展技术,研究并证明了需扩展其分辨率的最大区域,进而提出了动态地形的实时可视化方法。该方法既消除了地表网格模型中的不连续问题,义能很好的表现地形的形变效果。实验表明,本文方法是可行且有效的。本文方法不但可以实时生成逼真的弹坑、车辆压痕等特殊效果,而且可以表现如战壕等其他改变了地表高程值或颜色纹理属性的动态地形效果。 国防科学技术大学研究生院学位论文 (2)水中爆炸产生的水柱运动建模与实时绘制技术 在海战中,弹药在水中爆炸常会产生非常壮观的水柱。水柱是海战中常见的 特殊效果现象。能否实时而逼真地模拟水柱的运动,将直接影响到虚拟海战环境 的真实感。 本文提出了一种模拟弹药在水中爆炸而产生的水柱运动的方法。从分析水中 爆炸的物理现象入手,建立了构成水柱的各水粒子的初始速度计算模型,结合水 粒子的受力情况,给出了水粒子的运动方程。为满足实时性要求,使用垂直于当 前视线的平面上的一小块圆形区域,结合纹理映射技术,对水粒子团进行造型。 实验结果表明,该方法可同时满足实时性和逼真性的要求。 (3)爆炸冲击波对建筑物等几何实体的毁坏效果实时模拟技术 弹药爆炸产生的冲击波会对建筑物等造成严重的毁坏。形象的表现这种毁坏 过程和结果,能增强虚拟战场的真实感。 本文提出了一种基于相互链接的五面体构造物体的三维实体模型的新方法。 基于这样的三维实体模型,应用随机函数,可构造出各不相同的、具有不规则形 状的三维立体碎块。为了满足实时性需求,本文使用最简单的冲击波—球形冲 击波,并基一于球形冲击波的径向传播特性和随机函数求解各碎块的初始速度(包 括速率和方向),进而提出了实时模拟爆炸冲击波对砖石结构建筑物等毁坏过程 (不涉及爆炸云)的解决方案。实验结果表明,该解决方案能逼真地表现砖石结构 建筑物等的逐渐倒塌(逐渐破碎)过程、毁坏后的残垣断壁以及碎块在地面上的堆 积效果,并能满足实时性要求。 (4)实体模型简化技术 虚拟战场场景中包含有大量的自然实体和作战实体,这些实体的原始几何模 型常常是采样密集的三角形网格。为了满足虚拟战场中限时图形绘制的要求,必 须事先对实体复杂的原始网格模型进行简化。 本文提出了一种新的基于三角形折叠的网格简化算法。该算法以三角形三个 顶点到各自相关的平均平面的距离的最大值为权值,确定三角形的折叠顺序,并 以几角形的加权一蓑心作为折叠点,而目_,给出了模型简化时颜色和纹理等表面属 !I 性的处理方法。该算法实现简单,速度快且能较好地保持原有网格的特征(包括 几何特征和颜色、纹理等表面属性信息)。文中给出的一组实例说明了该算法的 有效性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王建宇,周献中;虚拟战场环境生成及关键技术[J];火力与指挥控制;2003年05期
2 曾亮,李思昆;虚拟战场的实时四声道立体声合成[J];国防科技大学学报;2000年04期
3 李湘德;赵俭;;VR技术的军事应用研究[J];科技进步与对策;2003年14期
4 张海兵,徐诚;基于Multigen的虚拟战场地形构建技术研究[J];战术导弹技术;2005年04期
5 张雪兰;申华;;虚拟战场中车尾扬尘的实时仿真方法[J];火力与指挥控制;2006年01期
6 陈恒法;范焕琼;;用变焦镜头创造特殊光影[J];影像技术;2007年03期
7 孙少斌;李大鹏;陈璐;;虚拟战场环境特殊效果仿真[J];火力与指挥控制;2010年12期
8 本刊编辑部;新型Alcan铝塑复合材料系列具有“特殊效果”的涂层[J];中国建材科技;2004年04期
9 肖亮,吴慧中,张建明,刘扬;虚拟战场中航空图像成像过程的几何和图像混合仿真研究[J];南京理工大学学报(自然科学版);2004年03期
10 田海江;王德才;唐业军;孙玉萍;;虚拟战场特殊效果仿真研究[J];重庆工商大学学报(自然科学版);2008年03期
11 李传良;童中翔;芦艳龙;刘鹏飞;;粒子系统理论在空战视景仿真中的应用[J];空军工程大学学报(自然科学版);2008年02期
12 邓志宏;老松杨;张国华;;基于三维GIS的导弹预警视景仿真系统实现[J];计算机仿真;2010年04期
13 肖永亮;;中外电影特技发展历程[J];现代电影技术;2011年04期
14 孙凤荣;王茂彬;;虚拟海上电子战场系统构建关键技术研究[J];现代雷达;2011年04期
15 钱月明;特殊效果滤镜的使用及其它[J];照相机;1996年11期
16 王旭昌,张桂元,周涛武,王精业;虚拟战场环境中的声音仿真应用研究及实现[J];计算机仿真;1999年02期
17 刘扬;李京;秦明;宫阿都;;虚拟战场环境三维可视化的关键技术研究[J];四川大学学报(工程科学版);2007年S1期
18 喻春明;迟玉红;赵志武;宋景峰;;面向维修决策的战役全域空间战损建模与仿真[J];系统仿真学报;2008年20期
19 张莉;卢驰;;室内空间中人工光的特殊效果和构造[J];四川建筑科学研究;2009年05期
20 朱思瑾;张永志;冷冕冕;沈吉锋;潘军;;激光制导武器作战的可视化仿真[J];四川兵工学报;2011年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王顺领;李学庆;徐克虎;;坦克分队虚拟战场的设计与实现[A];系统仿真技术及其应用(第7卷)——'2005系统仿真技术及其应用学术交流会论文选编[C];2005年
2 马亚龙;王精业;郭齐胜;;数字化虚拟战场的支撑软件设计[A];'99系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];1999年
3 贾连兴;汪霖;杨景泉;邢小平;韩世刚;;虚拟战场与环境建模技术[A];系统仿真技术及其应用(第7卷)——'2005系统仿真技术及其应用学术交流会论文选编[C];2005年
4 付强;姜会林;王小曼;景文博;刘昕悦;;基于MAT模块的虚拟战场大气环境仿真[A];'2010系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2010年
5 薛锋;欧阳中辉;谢晓方;;基于HLA的低空虚拟战场视景仿真系统[A];2003年全国系统仿真学术年会论文集[C];2003年
6 孙向东;饶颖;刘建华;;虚拟战场视景仿真三维建模技术[A];第十四届全国图象图形学学术会议论文集[C];2008年
7 刘成来;任丽秋;;虚拟战场态势显示系统的开发研究[A];2009`中国地理信息产业论坛暨第二届教育论坛就业洽谈会论文集[C];2009年
8 余勇;张冰钰;;论photoshop中的特殊效果在陶瓷装饰设计中的运用[A];中国硅酸盐学会陶瓷分会日用陶瓷专业委员会2006学术年会论文集[C];2006年
9 刘洋;周深根;张小超;蒋海滨;;虚拟战术战场信息数据库的设计与实现[A];第五届全国仿真器学术会论文集[C];2004年
10 李苏军;吴玲达;文军;刘荷君;;基于粒子系统的实时云模拟[A];第一届建立和谐人机环境联合学术会议(HHME2005)论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 王林旭;虚拟战场中特殊效果生成和实体模型简化技术研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
2 张芹;不规则模糊物体建模理论及其在虚拟战场中的应用研究[D];南京理工大学;2002年
3 王达;虚拟战场中一种基于GPU的大规模动态地形仿真研究[D];华中科技大学;2012年
4 王建宇;基于图象的虚拟环境生成关键技术研究[D];南京理工大学;2004年
5 邱航;虚拟战场中复杂场景建模与绘制若干关键技术研究[D];电子科技大学;2011年
6 杨超;虚拟战场中电磁环境三维建模与绘制方法研究[D];国防科学技术大学;2010年
7 皮学贤;大规模自然场景建模与绘制[D];国防科学技术大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张喜涛;虚拟战场环境仿真[D];西安电子科技大学;2006年
2 许睿;虚拟战场特效关键技术的研究与实现[D];电子科技大学;2011年
3 吴成映;虚拟战场中坦克实体建模与路径规划研究[D];电子科技大学;2011年
4 陶定峰;虚拟战场环境生成技术研究[D];南京理工大学;2005年
5 张小龙;基于GPU和层迭四叉树的分布式虚拟战场大地形实时绘制[D];燕山大学;2010年
6 潘晓辉;虚拟战场环境中武器平台实体的地形跟踪匹配技术研究与实现[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
7 张子开;游戏虚拟战场人工智能中间件的设计与实现[D];复旦大学;2011年
8 杨毅;虚拟战场环境仿真系统的设计与实现[D];重庆大学;2009年
9 邹庆忠;环境联邦的动态地形研究[D];国防科学技术大学;2004年
10 史娟;基于地形分析的路径搜索算法研究[D];华中科技大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 王士彬、邹维荣;训练方式发生深刻变革 虚拟战场走出新型官兵[N];解放军报;2005年
2 本报记者 李秦卫;三维虚拟战场锻造铁甲“利剑”[N];解放军报;2009年
3 王强 特约通讯员 余世国;从虚拟战场获得战斗体验[N];解放军报;2009年
4 荣昶 本报特约通讯员 张富强;砺剑虚拟战场[N];解放军报;2004年
5 康庆中;“虚拟战场”离我们有多远[N];战士报;2006年
6 张科进;三级参谋角逐虚拟战场[N];战士报;2003年
7 刘一代记者 夏洪青;第二炮兵指挥学院“虚拟战场”成为毕业考场[N];解放军报;2007年
8 四川 余文勇;课件特殊效果巧实现[N];中国电脑教育报;2001年
9 许华军 刘一代;“虚拟战场”助神剑腾飞[N];科技日报;2010年
10 贾奋励;走进虚拟战场[N];人民日报;2003年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978