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简谈仿真基于虚拟现实技术飞行视景仿真平台设计和实现学年

收藏本文 2024-01-22 点赞:11068 浏览:38725 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:视景仿真是飞行仿真的一个重要领域,对于飞机的研制、设计和部队的训练、维护等具有不可估量的作用。本论文基于“某型战斗机空战战法训练系统研制”探讨课题,设计并开发了一个相对通用的分布式可视化实时飞行视景仿真平台。本论文首先介绍了虚拟现实技术及其在飞行仿真中的运用,浅析了视景仿真中的关键技术,包括视景生成历程、三维建模技术以及实时视景生成与显示技术等,提出了后续视景仿真平台的设计要求。然后,本论文以动力学模型建立、网络结构、结构模型、系统功能、帧渲染顺序及视景平台的进程六个方面对飞行视景平台组成、接口、网络结构、运转机制进行了总体设计。该仿真平台主要由输入系统、飞行动力学仿真系统和视景显示系统构成,按照实时三维建模、虚拟场景配置、虚拟场景实时驱动的顺序进行开发。动力学模型采取Simupnk构建,用Creator建立了多个机型的三维模型,利用Lynx进行虚拟场景配置,采取Vega+VC完成网络数据的接收及虚拟场景实时驱动。整个系统采取仿真制约主机和目标仿真机运转方式,提升了平台的通用性和扩展性。最后,对系统性能进行测定,验证了该平台的实时性和通用性。本论文探讨既可为某型战斗机空战战法训练系统提供逼真的飞行与作战环境,也可为类似视景仿真平台的开发提供实践指导。关键词:虚拟现实论文视景仿真论文建模论文实时交互论文分布式仿真论文

    摘要5-6

    Abstract6-10

    插图索引10-12

    附表索引12-13

    第1章 绪论13-18

    1.1 探讨背景13-14

    1.2 国内外进展近况14-16

    1.2.1 飞行模拟器进展近况14-15

    1.2.2 虚拟现实仿真进展近况15-16

    1.3 本论文的工作与各章内容安排16-18

    1.3.1 论文主要工作16-17

    1.3.2 论文结构17-18

    第2章 虚拟现实相关技术18-26

    2.1 虚拟现实和系统仿真18

    2.2 虚拟现实系统的特点和类型18-20

    2.3 基于虚拟现实技术的飞行训练模拟器的优点20-21

    2.4 实时三维建模工具—Multigen Creator 系列21-22

    2.5 实时运用开发软件 Vega22-25

    2.5.1 Vega 选项模块22-23

    2.5.2 Vega API 函数编程23-24

    2.5.3 Vega 编程接口24-25

    2.6 小结25-26

    第3章 视景生成关键技术26-33

    3.1 视景生成历程26-27

    3.2 视景的内部表示27-29

    3.2.1 图形学表示27

    3.2.2 图像表示27-29

    3.2.3 视景的高层内部表示29

    3.3 视景三维建模技术29-32

    3.3.1 几何建模29-30

    3.3.2 运动建模30-31

    3.3.3 物理建模31

    3.3.4 对象行为建模31-32

    3.3.5 模型分割32

    3.4 小结32-33

    第4章 交互式飞行视景仿真平台总体设计33-47

    4.1 飞行动力学建模33-39

    4.1.1 飞机的全量方程33-37

    4.1.2 飞行动力学仿真模型的构建37-39

    4.2 视景平台网络模型39-41

    4.3 视景平台功能模型41-42

    4.4 视景平台结构模型42-43

    4.5 视景平台帧渲染顺序43-44

    4.6 视景平台进程44

    4.7 小结44-47

    第5章 交互式飞行视景仿真平台开发47-68

    5.1 实时三维建模47-55

    5.1.1 实体模型47-50

    5.1.2 环境仿真模型50

    5.1.3 实时建模图形处理技术50-52

    5.1.4 光源及阴影的运用52-53

    5.1.5 纹理运用53-54

    5.1.6 材质运用54-55

    5.2 场景配置55-56

    5.3 场景实时驱动56-60

    5.3.1 基于 MFC 的 Vega 运用程序结构57

    5.3.2 网络数据驱动57-60

    5.4 特殊效果60-62

    5.5 三维声音的处理62-63

    5.6 记录与回放的实现63

    5.7 输入设备 Vega 环境中的接入63-67

    5.7.1 自定义运动方式的设计64-65

    5.7.2 输入设备实例的创建65

    5.7.3 在运用程序中实现输入设备对运动体的制约65-66

    5.7.4 场景交互制约中动态对象的操控66-67

    5.8 小结67-68

    第6章 飞行视景仿真平台运转与测试68-76

    6.1 系统运转68-71

    6.2 系统测试71-75

    6.2.1 系统测试配置71

    6.2.2 性能测试结果71-75

    6.3 小结75-76

    结论76-78

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