基于GPU的海浪特效实时渲染

对于海浪特效的模拟能有效增强海洋场景仿真的真实感,模拟的实时性也是海洋场景仿真系统的重要需求之一.为了实现基于GPU的海浪特效实时渲染,以PM海浪谱为基础进行了研究,从而生成海浪高度场,并结合视相关反投影方法生成海浪网格,采用硬件着色器进行基于物理光照模型的实时光照处理,生成了具有较强真实感的海面效果,较好地满足了时渲染场景实时性和真实感的要求,达到了实时视景仿真系统中对海洋模块的实时仿真要求.     

海洋环境视景仿真方法研究

针对海洋工程领域仿真可视化的需求,系统研究了海洋环境的视景仿真方法。以三维图形高层开发环境——Vega软件为开发平台,基于honguet-Higgins海浪模型和纹理映射实现了动态海面仿真;基于“Environment Effect”仿真模块生成了海空效果,并设计运动路径,在场景中添加了飞翔的海鸟;利用三维建模、雾化、粒子系统等方法模拟了水下空间效果,利用Creator创建了海底地形模型,通过循环纹理映射实现了海底闪烁光斑的显示;对舰船尾流特效进行了仿真,并概述了各种海洋特效的仿真方法。应用于基于微机平台的虚拟海洋战场实时视景仿真软件中,生成的图像逼真,帧频高于30帧／秒。     

基于MultiGen和Vega的城市场景仿真技术

虚拟现实技术是近几年来计算机图形学的研究热点.论文针对基于MultiGen Creator/Vega的虚拟场景仿真技术开展研究,介绍了三维视景仿真系统所涉及的关键技术、虚拟场景建模方法,以及在Vega软件环境中进行二次开发的技术,实现了虚拟场景中的视景漫游.实现结果表明,采用该技术可以满足视景仿真的实时要求.     

基于Unity的船浪实时交互运动可视化系统

为解决现有航海模拟器中船浪运动分离导致的视景感受体验差的问题, 开发了一套船浪实时交互的船舶运动可视化仿真系统. 通过海浪谱建模技术构建海面波浪运动场景; 在建立船舶受力模型的基础上, 通过检测船舶与水面的碰撞实现船舶对波浪力的响应以计算船舶对波浪运动的实时响应姿态变化; 同时为增强仿真系统的真实感, 使用波动公式计算船舶与水体碰撞产生的水波及其扩散增强模拟真实感. 船浪运动耦合的航海模拟器与传统航海模拟器相比, 在大海况条件下能够为使用者提供更加真实的视景与运动体验. 研究成果视景真实感强, 船浪交互实时性好, 对于恶劣航海条件下的航海过程有良好的仿真效果.     

疏浚作业仿真训练系统的虚拟视景仿真建模技术

结合虚拟视景仿真建模技术,详细介绍了疏浚船疏浚作业的实时视景仿真建模的方法和特点,包括视/音体建模、运动建模及综合仿真环境的建立。     

基于Vega的直升机视景仿真技术研究与实现

以开发一套直升机飞行模拟仿真系统为目的,对仿真应用系统开发中各种常见的建模和驱动技术尤其是动态仪表面板仿真模块进行了研究,提出了可行的实现方案;利用建模工具Creator对飞机、仪表和大面积地形进行了可视化建模,利用DOF(Degrees OfFreedom)技术实现了直升机旋翼、尾翼以及仪表指针的动态交互;基于VC++集成开发环境,应用Vega API编程技术实现了直升机视景仿真应用系统的全部设计功能;直升机试飞实验证明,该视景系统取得了比传统视景系统更好的效果。     

飞机拦阻过程的视景仿真研究

撞网过程的模拟是飞机拦阻视景仿真的技术难点.利用3ds max进行实体三维建模,根据仿真的具体要求,通过MAX自带的Reactor动力学系统,实现了飞机拦阻过程的视景仿真.实际模拟结果表明,撞网过程较为逼真,效果良好,能满足飞机拦阻视景仿真的需要.     

大型装置起竖过程视景仿真系统研究

针对大型装置结构复杂、价格昂贵,难以进行实装条件下的操作与维修训练等问题,采用Multigen Creator和Vega为视景仿真软件开发平台,研究了大型装置起竖过程视景仿真系统的实现.讨论了基于Creator的大型装置实体建模方法,以及利用Vega进行系统工作流程的驱动问题,给出了模拟操作中观察者的视点变换、起竖装置关键运动仿真与控制的实现方法.应用结果表明,该视景仿真系统逼真的演示出了大型起竖装置的操作过程,并满足系统仿真的实时性要求.通过对该视景仿真系统的研究,证明了采用虚拟现实技术对复杂装置的操作及运动过程进行视景仿真是一种高效、廉价、实用的方法.     

气垫船视景模拟系统研究与设计

根据气垫船操纵模拟器的实际训练需要,给出其视景仿真的功能要求,确定了系统总体设计框架,基于软件平台Multi-Gen CreatorPro和Vega及OpenGL语言开发出气垫船操纵模拟器虚拟视景仿真系统.详细阐述了陆地场景构建、海浪生成、海岸带的生成、三点海面匹配法、六点地形匹配法等系统所采用的关键技术,最终建立了逼真的海陆环境,并实现了气垫船海面上和各种复杂陆地上的运动位姿实时调整,真实反映气垫船的运动姿态.仿真结果表明,该系统能满足气垫船操纵模拟器的逼真性、实时性和交互性要求.     

低开销的海面模型

传统的海面模拟从提高局部海浪效果的角度出发,通过大量的类正弦波或噪声波的叠加来模拟连续的海浪,导致算法复杂度很高。针对该问题,提出了一种海面模拟模型LOSM（Low-consumption Ocean Simulation Model）,该模型分别对海浪和海洋整体运动进行独立建模,通过将模型函数进行叠加的方法,将两者有机地结合在一起建立海面模型;设计了海面模拟算法,采用凹凸映射方法进行海浪的模拟,采用少量小波幅的正弦函数叠加的方法模拟海洋的整体运动。实验结果表明,该方法不仅视觉效果良好,而且可节省大量的资源。     

基于OpenGL的海洋战场视景仿真系统研究

在海洋战场视景仿真系统的开发中,目前大多采用一些商用的软件平台,这些软件尽管功能强大,使用方便,但是价格昂贵.而OpenGL作为一种标准的,开放的图形硬件接口,提供了一种免费的视景仿真开发途径.研究了基于OpenGL的海洋战场视景仿真系统开发方法,将分形方法引入到海浪的视景仿真中,采用三维模型转换软件实现实体模型的载入,采用纹理影射来模拟水下的光照效果,仿真结果表明本文给出的方法可以较为逼真的实现海洋战场的可视化.     

基于Creator和Vega的红外飞行视景仿真

目前,红外飞行视景仿真已成为飞行仿真的一个重要研究方向,具有重大的军事和经济意义.针对视景仿真技术对于在夜视条件下也可以进行飞行仿真的问题,文中提出利用Creator建立三维地形模型;基于Vega仿真软件环境开发天空、地面背景和飞机效果;利用Vega中的SensorVision模块讨论了红外飞行视景生成技术,模拟在夜视条件下红外飞行视景环境,以及观察到的红外景象;利用C 编程,调用Vega API函数,开发了视景仿真程序,最后基于MFC完成了对于红外飞行视景仿真的软件界面的开发.开发和应用结果表明,该系统灵活通用,比基于OpenGL图形库开发的红外视景仿真提高了画面逼真度,缩短了开发周期.     

基于文氏方向谱的海浪仿真技术研究

研究不同成长状态下的海浪真实性优化问题,海浪方向谱不仅与风速风向有关,还与风浪的成长状态息息相关.为获取海面波高数据,不仅要求正确地反映风速风向的影响,还应能够真实地反映海浪成长状态的变化.为解决上述问题,提出了一种采用能正确反映海浪成长状态的文氏方向谱来作为靶谱的三维海浪仿真方法,利用海洋谱能量散布随角频率以及不同风浪成长状态变化的具体特性,根据频率等分以及能量等分的采样原则,分别对多种成长状态下的海浪进行了数值仿真.仿真结果表明,新方法能够正确地反映海浪成长状态的变化以及风速风向因子的影响,仿真的海面波高数据与实际海况相符.     

直升机飞行视景仿真实现

为了用视景仿真技术模拟直升机的飞行姿态,通过三维视景建模软件Multigen Creator,建立了直升机、地形场景的视景模型,以三维仿真软件包OpenGVS作为图形开发引擎,用现代软件工程的方法,在VisualC++6.0平台上构建了直升机飞行仿真软件的整体框架,完成其中关键模块的代码编写.对于输入模块,用游戏杆作为视点变换的控制工具,运用Direct-Input接口技术对其编程.通过实例运行所编制代码,在飞行操作杆控制下,系统在飞行模拟过程中实时跟随性较好,达到理想的飞行仿真效果,从而为以后进一步研究直升机综合操纵特性和飞行品质作了一个预先性仿真研究.     

一种海浪干扰IIR数字滤波器的设计与仿真

在船舶控制和性能研究中,海浪干扰是不可忽视的环境扰动.海浪影响着舰船的稳定控制和近海面作业的直升机的安全,所以应尽可能想办法消除海浪干扰.文中首先建立了海浪的模型,并进行了三级海况下海浪的实时仿真;接着采用巴特沃兹方法设计了一种海浪IIR数字滤波器,将海浪中的高频一阶波浪部分加以滤除;最后,运用MATLAB编程进行仿真实验,结果表明,所设计的海浪干扰数字滤波器的滤波效果显著,可以用于实际船舶控制应用中.     

基于OpenGL实时红外视景仿真研究

实时红外视景仿真已成为红外成像制导武器设计和评估的重要方法,仿真的关键环节在于红外视景图像的生成,具有重大的军事和经济意义。文中简单介绍了基于OpenGL工具创建三维图形的步骤,并依据创建步骤对目标模拟、背景生成以及红外视景的动态生成进行具体分析;对目标模拟借助于专业的CAD软件进行几何建模,对模型面元划分后进行温度场和红外辐射亮度的计算,并量化为灰度值进行渲染处理;依据背景数据库技术,选用合适背景图像利用纹理映射技术生成所需背景;动态红外视景仿真对实时性要求很高,最后对如何提高实时性作了简要分析。     

分布式汽车驾驶交互仿真系统的实现

以驾驶模拟器的视景系统作为对象,提出了图像建模与几何建模相结合的建模方法,实现了以较少的系统消耗达到更加真实的视景仿真效果;采用基于Cg的"Shader"新技术,实现了虚拟环境中的动态流体特效和多层次纹理细节级别的良好效果;自主研发了基于计算机群集的多通道屏幕投影与显示技术,满足了沉浸式虚拟驾驶演示环境的特殊要求;实现了基于网络的分布式多客户、同场景的交互驾驶与实时通信对话.文中方法对分布式交互仿真系统的研究与开发有一定的参考价值.     

基于Creator和OpenGVS的三维仿真软件的开发

采用虚拟现实建模软件Multigen Creator进行视景建模,视景管理软件OpenGVS来实现场景驱动,构建了一个比较完整和逼真的三维仿真实验系统,并介绍了用OpenGVS来作为实时场景三维动画的驱动来开发仿真软件中需要解决的几个关键问题,包括目标的建模、视点的选取,碰撞的检测,以及爆炸效果的产生.这些技术的运用使得软件仿真的效果更加逼真.     

多水下机器人视景仿真系统技术研究

该文介绍了多水下机器人群体分佰式智能控制软件的视景仿真系统。以MultiGen Creator建模,利用实时视景开发软件包OpenGL Performer,采用POSIX Thread多线程技术,在Linux环境下开发了分布式多水下机器人三维视景仿真平台。实现了多水下机器人分布式智能控制软件系统的实时视景仿真,保证了整个系统的信息共享与时间同步。同时该文讨论了该视景仿真软件的开发过程以及整个系统的体系结构和信息流程。试验结果表明,该视景系统可逼真演示多水下机器人编队水下航行、作业等过程,并满足系统仿真的实时性要求。     

航空炮塔武器系统仿真设计与实现

为了节约经费,训练学员在视景飞行中操作航空炮塔实物的技能,设计了轰炸机航空炮塔武器仿真系统.采用层次法设计了系统硬件结构,用面向对象方法设计了分布式仿真软件,重点用Creator仿真建模工具实现了目标和视景仿真,解决了光学瞄准具实物测量仿真目标距离的问题.系统能完成炮塔设备配置、目标选择、环境场景选择等任务规划.实现飞行视景仿真、目标仿真;监控系统稳定性以及分析射手的射击技能等任务.系统能有效地帮助学员熟悉航空炮塔的结构和使用方法,提高射手操作航空炮塔的技能.