虛擬戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境三維仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1 引言

大規(guī)模虛擬場(chǎng)景的實(shí)時(shí)仿真是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)，是當(dāng)前數(shù)字地球和數(shù)字城市、地理信息系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。本方案旨在建立一套基于作戰(zhàn)仿真數(shù)據(jù)庫(kù)的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)三維仿真系統(tǒng)，建立將傳統(tǒng)的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和地理信息技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，形成一個(gè)具有實(shí)時(shí)創(chuàng)建、動(dòng)態(tài)管理、交互控制、基于三維空間分析的虛擬戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境三維仿真系統(tǒng)。

虛擬戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境三維仿真系統(tǒng)的基本構(gòu)想為：基于二維基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場(chǎng)地形信息、地物信息、武器裝備模型庫(kù)等基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫(kù)的快速建立，并通過對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)三維仿真的研究，為部隊(duì)作戰(zhàn)指揮、研究地形、戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)顯示、模型的實(shí)時(shí)顯示、地理查詢、實(shí)現(xiàn)快速漫游和多兵種網(wǎng)上對(duì)抗等，提供可視化、自動(dòng)化的作業(yè)手段，為作戰(zhàn)仿真提供基礎(chǔ)信息的支持。

2 系統(tǒng)功能

本系統(tǒng)開發(fā)的前提條件是在目前現(xiàn)有的硬件設(shè)備條件下，從軟件開發(fā)的角度出發(fā)，以三維數(shù)據(jù)模型的理論和技術(shù)為基礎(chǔ)，并以三維數(shù)字城市模型這一具體的應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)檠芯勘尘伴_發(fā)了本系統(tǒng)，其目的旨在通過OpenGL和Vega技術(shù)的結(jié)合，在三維戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)多兵種的對(duì)抗仿真。

3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)的主要工作流程分為數(shù)據(jù)輸入（預(yù)處理），數(shù)據(jù)3D模型建立，3D模型的管理、顯示、分析等及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交互四個(gè)主要的流程。系統(tǒng)的主要模塊及體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)的核心模塊是由三維模型重建模塊、三維數(shù)據(jù)管理模塊、Vega導(dǎo)入顯示模塊和三維網(wǎng)上對(duì)抗模塊四大部分組成。上述四個(gè)核心模塊開發(fā)的思想是OO3D數(shù)據(jù)模型和相應(yīng)的LOD模型的生成算法，在上述模塊的基礎(chǔ)上可以對(duì)系統(tǒng)接受的數(shù)據(jù)進(jìn)行三維模型的構(gòu)造、數(shù)據(jù)管理、編輯操作、三維顯示、分析、網(wǎng)絡(luò)交互等一系列的功能開發(fā)。本系統(tǒng)的主界面如圖2所示。

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