航天发射场三维视景仿真系统实现

• 作 者: 史晶晶
• 发表日期: 2006年期
• 关键词: 三维建模 视景仿真 MultiGen Creator Vega

视景仿真是一种基于可计算信息的交互式环境,因其能够帮助人们建立一个具有身临其境的沉浸感、能与复杂系统进行交互、并能促进构想与创造的环境,而成为社会各个应用领域发展中不可或缺的高科技手段。现在,视景仿真技术己经成为仿真系统软件的一个重要组成部分,它也是虚拟现实技术、分布式交互仿真技术研究的主要内容之一。本论文以国内某航天发射场为实际研究对象,研究了三维场景建模和视景仿真驱动。航天发射场视景仿真系统主要实现了真实场区环境的虚拟表现,以及对火箭发射的整个点火和飞行过程进行可视化描述。根据系统实时性和交互性要求较高的特点,对系统进行了功能设计,分析了系统开发的技术路线,提出了系统的总体框架,并确定了系统基于MultiGen Creator/Vega的开发环境。三维模型的构建是视景仿真系统实现的基础。论文详细介绍了基于MultiGen Creator的三维建模方法,提出了建模技术路线,建立了一个包括地形模型、实体模型和环境模型的完整的三维虚拟航天发射场模型,探讨了三维建模中的一些关键技术,并从场景结构优化和模型构建优化两方面,提出了三维虚拟场景建模的优化技术和方法。论文研究了Vega仿真引擎,包括LynX图形界面和应用程序接口API,提出了开发Vega应用程序的主框架和基本步骤,并对视景显示与驱动的几个关键技术逐一进行分析。最后,利用VC++软件平台,开发出一个桌面型的视景仿真系统,实现了对场区的虚拟漫游以及对火箭发射和飞行的实时状态进行仿真显示,并完成了系统的网络构架和程序优化。在实际发射任务应用中,系统运行稳定,网络数据读取准确、及时,仿真效果真实流畅。结果表明,本文提出的使用面向对象的软件设计和基于规则推理的事件流程控制的三维视景仿真开发方法具有较强的通用性和实用性,可以广泛应用于类似的三维视景仿真系统的开发中。