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.     

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。     

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.     

基于GPU的动态地形过程纹理映射方法

针对基于GPU的动态地形可视化算法中地形形变处的纹理映射问题,提出了在片元着色器里对多种纹理样本进行采样,以动态地形模型本身特点为纹理生成条件,以地形深度偏移图作为动态地形纹理分布alphamap图的动态地形过程纹理生成和映射方法。通过典型的弹坑和车辙纹理映射实验,验证了该方法的正确性和有效性。     

基于图形硬件的海量地形可视化算法

利用基于图形硬件的地形可视化算法——Geometry Clipmap算法的基本思想,结合图形硬件的最新发展情况,充分利用CUDA的并行计算能力和VBO、PBO的数据缓存能力,改进了数据预处理方式、数据缓存机制以及视景体裁切算法,通过三角形条带方式进一步提高了绘制速度,实现了海量数据的实时可视化。实验表明,改进后的Geometry Clipmap算法提高了渲染效率,并节约了系统资源。     

战场火力势算法及在地面战斗辅助决策中的应用

采用战术兵棋的相关理念,提出了基于地形的战场火力势算法,用于定量表现战场中火力体系的强弱分布态势,辅助指挥员进行决策,提高指挥谋略和作战计算能力。战场火力势是对整个战场作战体系火力强度的量化表示,提出了应用于地面战斗辅助决策中的战场火力势算法流程和对战斗力指数公式中地形系数的改进方法。最后通过一个简单案例来说明如何运用战场火力势算法来支持战术指挥员进行决策。     

基于行小波编码的纹理隐藏三维地形数据算法

讨论利用纹理图像隐藏高程信息来保护三维地形数据的信息隐藏技术。首先提出了改进的基于行小波变换及其编码,在保持地形形状和起伏特征的前提下实现高程数据的极低比特率低存储压缩。通过研究可嵌入隐藏信息的小波系数集合生成方法并结合基于视觉系统(HVS)小波域量化噪声的视觉权重(JND)分析技术,提出了自适应确定信息嵌入强度的方法。由于隐藏过程采用分组密码Rijndael生成单向Hash函数,信息隐藏算法高度安全、可以公开。     

虚拟战场中车尾扬尘的实时仿真方法

基于扬尘现象的物理模型和粒子系统的基本原理,给出了一种车尾扬尘特效的快速实时生成算法.首先建立适用的扬尘粒子系统模型,再通过OpenGL的纹理映射、融合功能等技术对模型进行渲染,特别是从实时性角度入手对传统粒子系统进行改进,最终成功地运用到基于WTK平台创建的某型装甲车辆视景仿真系统的复杂地形中,在实时性和逼真度方面均获得了较好的效果.     

柱面全景图像拼合及漫游算法研究

基于图像的绘制技术不仅可以弥补传统基于几何绘制技术的不足,而且能给出更丰富的图像显示.文中从实际应用出发,提出并实现了图像拼接新算法,并在此基础上,利用OpenGL的纹理映射技术,将全景图像作为纹理图像映射到由OpenGL预先构造出的虚拟视点空间上,并实现了虚拟场景的全景漫游.     

基于四叉树的LOD虚拟复杂地形场景简化技术研究

复杂地形场荣虚拟显示简化技术是可视化领域的研究热点之一。为了满足复杂地形场景显示中实时性和逼真度的要求，根据人的视觉特点，采用与视点相关的四叉树LOD方法，以视距和地形粗糙度为依据来确定地形节点的细节程度，递归地进行四叉树分割，为各节点分配不同的分辨率。根据视距确定由于分辨率不同导致的裂缝缝补方法，有效地实现了地形的简化。