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船舶操纵模拟器三维视景的实用化研究

孙腾达  
【摘要】: 船舶操纵模拟器是一种典型的人在回路中的仿真(Man-In-the-Loop-Simulation)系统。人作为一个环节参与到仿真系统中,通常通过仿真系统提供的各种信息,经过判断和决策对系统进行操纵和控制,进而达到人员训练、方案论证、海事分析等目的。为了达到上述的目的,视景系统必须能够提供足够真实详细的信息。本文中,作者对船舶操纵模拟器中本船的视景模型的制作方法进行了详细的讨论;对两种使用于不同硬件平台的本船图形制作方法进行详细的介绍;提出了本船模型中夜间灯光的处理方法;分析了由于视点位置的误差导致视景中本船模型显示不正确的原因,并提出校正的方法;最后,针对本船视景模型中部分模型的纹理走样问题进行分析,并提出了采用Mip-Map纹理反走样技术进行处理的方法。 望远镜是驾驶台了望值班时经常使用的设备。为了更加真实地模拟船舶航行值班的情况,必须在视景系统中实现望远镜的功能。本文分析了望远镜功能的原理,提出了望远镜在视景系统中的实现方法。另外,针对望远镜中LOD物体的正确显示,本文也进行了详细的数学分析,并提出了具体的解决方法。 本文所解决的第三个问题是在现有的视景系统中增加可变视点的功能,使视点的位置可以在驾驶台中央及其驾驶台两翼甲板的最外侧自由移动,视线的方向可以向前、向后、向左、向右,还可以向下。该功能的实现,对于模拟船舶进出港、狭水道航行、靠离码头等,具有十分重要的意义。


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