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在现代战争中,对战场电磁环境的描述一直是制约电子对抗指挥员实施准确、高效指挥的关键环节;能否取得电磁控制权,不仅依赖于投入装备的性能,很大程度上也取决于电子对抗指挥员对电磁情势的准确判断以及对电子对抗作战力量的合理部署及调配。雷达是影响战场电磁环境的主要元素之一,如何将它的作用,尤其是受复杂环境影响后的作用以形象的方式展现给指挥员和训练员,以期从非技术层面上把握优势和暴露问题,使其对瞬息万变的战场环境产生更深刻的理解和领悟,从而能从更高层次掌握战场态势,把握战争全局,是未来数字化战场环境不可回避的问题。传统的雷达作用范围表现形式主要是二维的,不够灵活和直观。本文根据不同的应用需求,分别基于雷达方程和雷达波损失两种途径研究了三维雷达作用范围模型的构造问题,设计并实现了模型构造、模型简化与绘制的相关算法,以提高表现的效率和逼真度。在理论研究和算法实践过程中,根据所研究的内容以及所要解决的问题,有针对性地提出了一些新思路和新算法。具体来说,论文的创新点和贡献主要体现在以下几个方面:●借鉴三维空间数据场可视化领域中的数据生成、数据精炼与处理、可视化映射、绘制以及显示等五个步骤,按照数据场建立、数据预处理、三维模型生成和集成表现四个步骤提出了一个虚拟战场环境中三维雷达作用范围表现框架。●提出了一种基于雷达方程的三维雷达作用范围可视化算法。利用虚拟战场环境提供的数字地形数据,基于雷达方程估算出雷达的最大作用距离,以自由空间中雷达作用范围的三维表现为基础,研究了单峰对雷达作用范围的影响,进而得到连续地形影响下的三维雷达作用范围模型,主要适用于大规模虚拟战场表现中精度要求相对较低的情况。●从雷达波传播的角度出发,在基于高级传播模型计算平面内网格点传播损失的基础上,提出了一种虚拟三维策略,即联合多个平面数据构造三维传播损失数据场,从数据场可视化的角度提出了基于轮廓线构造雷达最大作用范围模型的算法,为表现雷达作用范围中的内部细节,提出了利用等值面提取构造雷达作用范围三维网格模型的算法。●从简单的四面体情况出发,推演得到基于六面体网格等值面提取的硬件加速算法,从而将等值面提取过程转移到图形处理单元上去执行。在研究数据场数据预处理、输入输出数据到纹理的映射以及等值面提取算法移植等关键问题的基础上,提出了一种三维雷达作用范围模型的硬件加速生成算法。●设计了一种视点相关且支持拓扑结构改变的网格模型动态简化算法。为得到高逼真度的“剧烈”简化,采用一般顶点对收缩作为简化的基本操作,使得在简化需要时能合并空间上不相连的对象。利用自适应距离阈值选择来控制候选顶点对的数目,并通过综合了几何和属性信息的误差权重来确定简化操作的顺序和精度。在此基础上,通过对简化后的数据进行再组织,使其形成一种视点相关的多分辨率结构,从而能够根据视点参数的变化动态地生成适当细节的简化模型,或者在不同细节模型之间进行快速转换。●设计并实现了一个虚拟战场环境中三维雷达作用范围表现的原型系统——3DRCRepresent,对虚拟战场环境中三维雷达作用范围表现框架及其相关技术进行了应用和验证,并在相关的项目中得到了应用。