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月球软着陆可视化演示关键技术研究

郭贵喜  
【摘要】: 对于月球探测这种高风险、高投入的复杂系统工程,在具体实施之前对系统的可行性进行反复的仿真验证是至关重要的。本文主要论述了可视化演示技术理论知识,并开发完善了一套月球探测器软着陆视景仿真演示系统。 视景仿真技术综合计算机图形技术、计算机仿真技术、显示技术等多学科,己经广泛应用于航空航天,军事训练及医学等领域。本文系统深入地研究了视景仿真技术,三维建模工具Creator和驱动渲染工具Vega Prime,并简述了HLA仿真平台和OpenGL底层图形库知识,针对视景仿真系统的特点分析了可视化演示系统具体构建方法。 设计了基于Vega Prime的月球软着陆视景仿真的框架,重点研究了MFC与Vega Prime结合的方法、场景的驱动渲染过程、图像关键帧的处理、星下点轨迹的不同实现方法以及仿真数据的通信方式等内容,并将所研究的方法应用到可视化演示系统中。 在月球软着陆视景仿真系统的构建过程中解决了视景仿真涉及的诸多关键技术。例如通过直接访问计算机底层硬件实现高精度仿真循环定时器、使用直观的月球仪来描绘星下点轨迹、结合深空环境火焰原理制作发动机喷火特效模型等。对于一些在Vega Prime中无法实现的功能,提出了用OpenGL来扩展的方法,并将该方法应用于探测器运行轨道的绘制、Vega Prime通道内文本信息显示等方面。


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