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基于虚拟现实的低照度动态视觉功效测试系统研究

路海涛  
【摘要】: 海军飞行员在夜晚和复杂气象环境下执行飞行和搜救任务时需要飞行员具有在低照度下对运动目标优秀的辨认能力。目前在海军飞行员选拔的测试环节中,对于飞行员的视觉效能测试通常是以观察静态目标为主。这种测试方法能够获得定量的测试结果,可重复性好,但是存在无法获得飞行员在动态环境中的辨认能力的数据、测量环境与实际工作环境差别较大等问题。 本文针对海军飞行员选拔的测试环节的实际需求,从满足对飞行员低照度及动态环境下视觉效能测试的实际需要出发,研究了基于虚拟现实的低照度动态视觉功效测试系统的技术实现方案。开发一套能够在模仿海军飞行员实际工作环境的场景中对海军飞行员的综合视觉能力进行测试的系统,以获得可靠的、客观的、全面的海军飞行员的视觉能力数据。 论文介绍了利用计算机系统和虚拟现实技术研发低照度动态视觉功效测试系统的研究方案、设计方案和系统的实现。首先,概述了目前国内和国外现有的关于视力测试方法,以及虚拟现实技术在视觉能力测试方面的研究和应用现状。其次,介绍了本系统的总体框架设计,介绍了系统硬件部分的设计和构建,其中包括眩光环境模拟子系统硬件部分的设计;简要地讲述了系统软件架构设计、软件的组成模块及功能的设计。再次、详细阐述了三维虚拟测试场景建模的关键技术,其中包括场景模型的组织与管理,光照的模拟;对系统三维建模软件环境和LOD技术在系统中的应用做了简单的介绍;详细阐述了系统三维环境的建模、三维模型的渲染和高仿真度光照效果的实现。最后,介绍了人机交互界面的设计原则,对本系统的UI设计进行了简要的说明,并简要地对研发的结果进行展示。


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