虚拟战场环境程序化地形细节生成方法

针对目前虚拟战场环境中场景渲染面临的真实数据在类型和精度方面无法满足大规模真实感地形可视化的难题,从虚拟场景构建和渲染的角度,提出了一种以真实地形数据为基础,集成视相关多分辨率LOD(Level Of Detail)渲染机制的程序化地形细节合成方法,实现了地形几何细节、纹理细节和地表植被的自适应可控实时合成,一定程度上解决了大规模地形渲染在真实性和实时性上难以兼顾的问题,为建立高逼真度的虚拟战场环境提供了一种切实可行的方法.     

基于地形信息的电磁场环境建模研究

在现代战争中,战场电磁环境随着作战双方电子战的开展不断发生变化,它的变化严重影响着战场各种通信设施的正常工作,因此,有必要研究不同地形环境条件下电波的传输特性.详细论述了不同地形环境下发射信号路径损耗计算模型,并采用数字高程模型(DEM)空间分析技术对局域范围内的发射信号中值路径损耗进行建模,为实现复杂地形条件下的电磁环境分析提供了一种有效的建模仿真方法.     

曲率分析的变分辨率数字高程模型建模算法

传统的数字高程模型一般采用规则网格划分以简化建模过程,因其网格密度缺乏对地形变化的自适应性而不能兼顾地形表达的准确度和地形数据的冗余度,导致其在车辆动力学仿真等领域的应用有所局限。针对这一问题提出一种基于曲率分析的随机节点分布建模方法,其数据节点的密度根据种子节点周围的局域曲面曲率变化而相应变化,实现了在复杂、曲率较大的地形区域自动生成高分辨率数字节点集,而在平缓、曲率较小的区域实现低分辨率的节点分布。在获得此种节点集的基础上,利用Delaunay三角剖分结合三次多项式插值算法,得到满足高精度和低数据冗余度的变分辨率数字高程模型。利用传统规则网格地形模型与所提出的变分辨率数字高程模型对同一个用于星球车动力学仿真的复杂野外地形进行对比,验证了变分辨率算法的有效性。     

用可视化建模工具实现网络虚拟现实场景

虚拟现实技术在许多领域已经有了广泛的应用,利用可视化三维建模工具对视景仿真中应用的虚拟场景开发是一种新的方法,打破了传统的编程建模的开发思路。用三维可视化建模工具可以简化视景仿真应用中虚拟场景的构建过程,用较小的文件实现了三维的效果,从而实现在网络上虚拟游走。     

战场环境地形编辑器系统设计与实现

作战仿真中,地形地物对战争进程发挥着重要影响。设计并实现了战场环境地形编辑器系统,该系统利用规整网格存储高程数据,确保了动态编辑地形的实时性,并使用CLOD地形渲染方法提高绘制性能。在此基础上,对堑壕、铁丝网、三角锥、雷场、碉堡等常见战场要素的特点进行分析,将它们分为点状地物、线状地物和面状地物;最后,对每类地物分别设计不同的生成算法。实验结果证明了算法的有效性。     

虚拟战场电磁环境构建方法研究

简要分析了战场电磁环境,针对科学构建战场电磁环境系统这一难题,提出了适合战场大区域、多种辐射源,并考虑地形、气象等影响因素的战场电磁环境数字仿真构建方法.该方法借助抛物方程、地理信息系统、神经网络等理论、方法构建战场电磁环境.最后应用该方法基于福建沿海某地真实地理环境与气象条件进行了仿真实验,实验结果与电波传播理论吻合.实验结果表明,该方法切实可行,具有实际应用价值.     

机群作战仿真系统的研究和开发

针对空间战场三维图像显示技术的需求,采用MultiGen Creator作为建模工具,Vega作为实时仿真驱动软件,在SGI图形工作站上开发了虚拟机群作战视景仿真系统,设计了系统软硬件体系结构,解决了地形分块、地形LOD(Level of Detail,层次细节)等大规模地形管理以及与飞行仿真系统的广播内存实时网络接口连接等技术,实现了空间战场环境、特效的逼真显示.仿真结果表明,该系统满足仿真实时性和逼真度指标要求,增加了飞行视景仿真的"沉浸"感.     

一种地形分析结果的多层次表示及量化方法

为了适应作战仿真智能实体的分层次路径规划，提出了一种地形分析结果的多层次表示及量化方法。根据全局路径规划与局部路径规划的概念和数字高程模型的多尺度表示模型，建立了地形坡度分析和可视性分析结果的多层次表示方法和量化公式。结合坡度计算和可视性计算公式，运用该方法实现了一个具体数字高程模型的多层次量化，分析了方法的有效性和可行性。试验结果表明：该方法可以实现分析结果的多层次表示，满足分层路径规划对地形分析的要求。     

基于OSG的地形多分辨率四叉树模型

针对大地形数据量庞大的特点,建立了地形多分辨率四叉树模型,构建了该模型的存储结构,即采用大数据文件加索引文件的形式进行存储,采用该存储结构可快速读取到需求数据,并阐述了数字高程模型(Digital Ele-vation Model,DEM)数据和纹理数据的存储步骤;设计了数据的并行多线程调度机制,该调度机制采用共享内存策略实现同步,确保了信息处理高效、有序地执行.结果表明:该模型在OSG中能够按需快速加载地形数据,实现高效渲染.     

基于数字地图的威胁空间建模与仿真

利用雷达地形遮蔽盲区进行低空突防对敌人地面目标进行攻击是航迹规划关键技术之一.在综合考虑作战区域地形、敌方防空力量等因素条件下,应用人工势场理论对威胁空间的威胁级别进行量化处理,建立了战区势场模型.通过仿真证明,该模型更加符合真实的战场环境,为战斗机任务规划特别是航迹规划提供了参考依据.     

结合兰彻斯特方程分析战场地形因素对战争的影响

针对现代战争中地形对作战制约因素增多的问题,在兰彻斯特作战模型基础上,加入战场地形因素,分析对战争的影响。本文介绍了兰彻斯特方程的改进与发展,通过地形对通行和隐蔽的影响分类,构建一种反映地形因素的作战模型,并运用Matlab软件编写模型算法进行仿真计算。仿真结果表明:该模型可在一定程度上反映地形因素对战争的影响,同时说明了合理有效发挥地形优势可以达到以少胜多、以弱胜强的军事目的。     

基于移动Kriging插值算法的水下地形构建技术研究

针对Kriging插值算法在地形构建中对真实观测数据进行光滑处理时可能产生较大误差的问题,在简述其基本原理的基础上,提出了移动Kriging插值算法,并详细阐述了该算法的原理和步骤。运用该算法对类Sphere、Rastrigin函数分别模拟的平坦和起伏地形进行插值重构仿真测试,并对武汉木兰湖湖底真实地形数据进行了验证比较,结果表明:该算法在水下地形构建中能够获得较好的插值效果,很好地保持了地形特征,且能获得更小残差的水下地形数据,在水下数字地图制作中具有较好的应用价值。     

一种基于粒子滤波的水下地形匹配算法研究

引入了剩余重采样的概念,通过权值分类和剩余权值重采样两个步骤完成粒子的复制,提高了运算速度.使用三次样条插值的方法对深度数据进行插值,构建了湖泊水下数字高程模型.通过仿真证明了该算法的可行性,并分析了匹配误差与水下地形的关系.     

基于转盘爬虫法的雷达地形遮蔽盲区快速计算

为解决飞机在低空突防过程中的雷达地形遮蔽盲区快速计算问题,提出了一种基于转盘爬虫对象的快速算法。首先介绍了雷达盲区产生的因素,分析了地形遮蔽和地球曲率盲区的计算模型,然后定义了转盘及爬虫对象,并设计了基于转盘爬虫对象的地形遮蔽盲区计算方法和流程。在此基础上,将雷达地形遮蔽盲区计算结果进行三维建模及可视化,通过典型算例对算法进行对比测试和实验,得到不同高度的雷达地形遮蔽盲区分布图及三维可视化模型,证明了算法的快速性和可行性。     

基于反坦克导弹模拟训练的虚拟战场环境设计与实现

虚拟战场环境是军事仿真应用的可视化平台。结合反坦克导弹模拟训练需要,对虚拟战场环境的建立进行了论述,给出了具体的设计方案,实现了一个逼真的射击训练模拟环境。所涉及到的虚拟战场环境已成功应用于反坦克导弹模拟训练当中。     

倾斜摄影测量的城市战场环境三维建模及可视化

城市是进行特种作战、爆发恐怖活动和突发性事件并影响地区稳定的重要地域,信息化时代的今天,以无人机倾斜摄影测量为代表的新测绘技术突飞猛进,为建立实景三维城市战场带来契机,从城市战场环境作战需求出发,介绍了无人机倾斜摄影测量技术和城市战场实景三维建模流程,基于Context Capture获得了逼真、高精度的城市三维模型,结合LocaSpace Viewer实现了城市战场要素标绘、量测、通视、可视域、雷达等可视化分析,实验成果证明了方法可行性和有效性,突破了传统二维地图的视觉和量测上的局限,为指挥员分析利用地形、指挥决策提供重要参考.     

分布式虚拟战场地形实时渲染策略

大规模地形作为分布式虚拟战场的重要组成部分,在非常有限的资源下,很难达到实时性绘制。针对此问题,设计了两级三层的概要四叉树组织地形数据,用多线程模式算法调度数据,以提高庞大地形数据的交互速率;提出基于衔接索引模板的算法来消除裂缝,实现不同细节层次的无缝拼接;引入样本纹理堆栈的纹理合成算子,增强各层次细节地貌的逼真表现。实验表明:该方法能够很好地实现战场环境下地形的实时性绘制,提供稳定的视觉漫游效果。     

基于OpenGL的作战场景三维虚拟技术

针对以作战指挥为代表的系列虚拟实验室对训练内容所涉场景及效果的三维表现需求，研究并探索了基于OpenGL开发三维虚拟作战场景的步骤及关键技术。通过三维地形模拟、外部3D模型导入与渲染、多视口、交互漫游及碰撞检测等技术在“导弹突防三维虚拟仿真系统”中的应用实现，有效地增强了虚拟训练中训练过程及结果的表现效果。     

虚拟战场环境生成及关键技术

虚拟战场环境是军用仿真的一个重要基础平台,分析了该环境的构成结构,提出了场景可视化的实现流程,重点探讨了其中的地形建模和简化、实体和行为建模、特殊效果生成、视点控制与切换等几项关键技术,提出了解决这些技术的主要方法和步骤,并已在PC机上完成了上述算法,为进一步研究打下了良好基础.     

迷彩伪装的三维视景仿真

针对当前军事工程伪装设计中存在的以经验为主导、设计效果无法预测等问题,提出一种基于MFC的Vega Prime仿真方法用于迷彩伪装的三维视景仿真。以我国某地区的数字高程模型为基础数据,采用三维可视化仿真技术,构建了伪装场景的地形模型和地物模型。通过纹理映射技术把迷彩图案实施到模型表面,并利用实时渲染引擎Vega Prime API对模型进行渲染,建立迷彩伪装仿真场景。仿真结果表明:采用视景仿真技术对工程伪装效果进行虚拟场景再现,能够生成逼真的迷彩伪装场景。