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基于虚拟现实的海浪运动视景仿真系统

王莺  
【摘要】: 随着虚拟现实技术的发展,它被越来越广泛的应用于社会生活的各个领域,尤其是在国防工业上更突显出其巨大的经济优势。本课题是针对厦门大学国家985工程中的重点项目“国防智能信息安全技术”(项目编号为0000-x07204)中的“基于运载器运动的稳定、跟踪平台及控制技术研究”的基于虚拟现实的海浪运动视景仿真部分展开研究的,其目的就是能够再现海战环境中海浪对运载器和武备系统的影响。 海浪运动模拟是伴随着仿真技术和航海、舰艇技术的发展同步发展起来的。它可以模拟海浪、海流、气流等对运载器的影响等,采用该方式与实际试验相比,具有明显的可控性,无破坏性,经济性、可靠性和安全性等优点。研究并模拟海浪的运动对运载器及武备系统的研究具有重要的经济价值和战略意义。 课题研究主要从以下几个方面进行了深入: 一、从三个方面对课题研究所依据的技术发展进行了简要介绍,首先介绍了海浪建模及仿真的国内外研究进展,再次介绍了虚拟现实技术的历史及国内外的研究进展,最后总结了虚拟现实技术应用于海浪运动视景仿真的研究进展; 二、从真实海浪的复杂性和随机性出发,对海浪运动进行了建模研究,建立了一个能体现海浪不规律性运动模型,并基于一些合理的假设和国际上公认的半经验的海浪特性公式推导出一些相关的数学关系式; 三、提出一些合理的仿真条件,并根据建立的模型和推导出的关系式,采用Matlab软件对海浪进行了仿真,并对仿真结果进行了分析; 四、通过虚拟现实软件MultiGen Vega的API接口,采用Visual C++语言将建立的海浪模型进行了编程实现,采用LynX图形界面对实现的虚拟海洋视景进行了渲染,增加海洋特效。 在虚拟现实软件MultiGen Vega中,采用建立的海浪运动模型,实现了对海浪运动的视景仿真,并且达到了系统对实时性和逼真性的要求。


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