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分布式航海仿真系统中视景实时生成算法的研究

尹勇  
【摘要】: 将分布交互仿真技术(DIS)由军事仿真领域引入到民用航海仿真系统中需要做大量具体细致的工作,航海仿真虚拟环境中对各种海况下海面视景的实时仿真以及对船舶航迹流、船体兴波和各种自然现象的实时仿真,是航海仿真虚拟环境是否成功的一个十分关键的因素。作者对分布式航海仿真系统及其视景系统中的一些关键技术作了比较深入的研究,这些研究包括: 1 基于DIS设计思想,提出了基于PC机的分布式航海仿真系统的体系结构。在分析了该系统信息流向、通信特点和Windows网络通信方式的基础上,用UDP协议和Winsock OCX控件实现了该系统的高速网络通信。 2 从航海模拟器对视景系统的基本要求出发,对在选择航海模拟器视景系统的软硬件开发平台时首先要考虑的因素:分辨率、更新速率、水平视场角、视景的复杂程度、真实感及图象质量等作了详细分析,提出了航海仿真视景系统的具体指标和现阶段的一些切实可行的措施。 3 在分析了浪级划分和各种海浪谱形式的基础上,对不同风浪情况下的海浪谱进行自适应离散化处理,并将处理后的数据应用于不规则长峰波的仿真模型中,用独特的网格模型和纹理映射技术实现了不规则长峰波的实时动态仿真。 4 在分析了海面浪花形成条件的基础上,用粒子系统实现了海面浪花的实时动态仿真。 5 船舶航迹流和兴波的实时仿真是全功能航海仿真系统性能标准中要求必须实现的内容。作者提出并实现了基于粒子系统和图象综合的船舶航迹流实时动态仿真模型及船舶兴波的实时动态仿真模型。 6 针对海图等高线数据的特点,作者对现有的三角剖分算法进行了认真的分析和研究,并以此为基础,设计并实现了基于点插入法和多边形剖分算法相结合的混合算法,并将其应用于等高线数据的三角优化构网,该 大连海事大学博士学位论文 摘要 一 算法同时可自动生成不同细节等级的网格模型,从而为真实港口地貌三 维视景数据的生成提供了一个快捷、方便的手段。 7 用粒于系统设计并实现了雨和雪的实时动态仿真,并率先将其应用于分 布式航海仿真系统中。


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