智能高速水面艇三维视景可视化仿真研究
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摘要
智能高速水面艇作为一种新型武器作战平台，已经被公认是未来战争中争夺信息优势、实施精确打击、完成战场特殊作战任务的重要手段之一，是未来体系作战中不可或缺的重要角色，已成为各国都十分重视和致力研究的舰船新领域。
本论文通过建立水面艇航行场景模型和三维场景渲染，将智能高速水面艇在各种海况下的模拟操船过程直观的显示出来，以利于对智能高速水面艇的操纵和制定作战方案，主要完成了以下三个方面的内容：
1．利用Multigen Creator软件创建三维模型数据库，论述了视景仿真软件系统所要实现的功能；
2．结合Vega Prime和VC++7．0工具进行程序设计，完成了智能高速水面艇的视景仿真，建立了水面艇运动模型，完成了海洋模拟、碰撞检测和视点设置几个方面的内容，从静态建模机制和动态建模机制两个方面进行可视化软件建模；
3．运用GL Studio对智能高速水面艇驾驶台面板仿真，主要包括面板的界面设计和C++代码的生成。并讨论了在Vega Prime中如何调用虚拟仪表动态链接库。
High-Speed Unmaned Surface Vehicle, as a kind of new fighting platform, is universally acknowledged as a kind of important means of scrambling for information, performing accurate beating, achieving special war task in the future battle.Therefore,it plays an important part in future system campaign and has become an research field that every nation pay much attention to and dedicate to.
The paper title with building sailing scene models for surface boat.Operation process of High-Speed Unmaned Surface Vehicle with 3D scene render in a various sea conditions is shown directly so that contrast and determination among maneuverability and campaign plans can be made for High-Speed Unmaned Surface Vehicle. The three main aspects have been achieved in this paper:
1. 3D models' database of ship model is built with Multigen Creator software. Abilities of visiual simulation software are discussed.
2. Designing programs are made based on the visual simulation software——Vega and VC++7.0 for linking environment. The visual simulation of High-Speed Unmaned Surface Vehicle has finished. The discussing contents include: surface boat motion model is established, and ocean simulation, collision measured and viewpoints setting up are done.
3. Using GL Studio to simulate navigation panel of High-Speed Unmaned Surface Vehicle is simulated which including interface design of panel and generation C++ code mostly. And it is discussed that how to transfer instrucment DLL in Vega Prime.
本论文通过建立水面艇航行场景模型和三维场景渲染，将智能高速水面艇在各种海况下的模拟操船过程直观的显示出来，以利于对智能高速水面艇的操纵和制定作战方案，主要完成了以下三个方面的内容：
1．利用Multigen Creator软件创建三维模型数据库，论述了视景仿真软件系统所要实现的功能；
2．结合Vega Prime和VC++7．0工具进行程序设计，完成了智能高速水面艇的视景仿真，建立了水面艇运动模型，完成了海洋模拟、碰撞检测和视点设置几个方面的内容，从静态建模机制和动态建模机制两个方面进行可视化软件建模；
3．运用GL Studio对智能高速水面艇驾驶台面板仿真，主要包括面板的界面设计和C++代码的生成。并讨论了在Vega Prime中如何调用虚拟仪表动态链接库。
High-Speed Unmaned Surface Vehicle, as a kind of new fighting platform, is universally acknowledged as a kind of important means of scrambling for information, performing accurate beating, achieving special war task in the future battle.Therefore,it plays an important part in future system campaign and has become an research field that every nation pay much attention to and dedicate to.
The paper title with building sailing scene models for surface boat.Operation process of High-Speed Unmaned Surface Vehicle with 3D scene render in a various sea conditions is shown directly so that contrast and determination among maneuverability and campaign plans can be made for High-Speed Unmaned Surface Vehicle. The three main aspects have been achieved in this paper:
1. 3D models' database of ship model is built with Multigen Creator software. Abilities of visiual simulation software are discussed.
2. Designing programs are made based on the visual simulation software——Vega and VC++7.0 for linking environment. The visual simulation of High-Speed Unmaned Surface Vehicle has finished. The discussing contents include: surface boat motion model is established, and ocean simulation, collision measured and viewpoints setting up are done.
3. Using GL Studio to simulate navigation panel of High-Speed Unmaned Surface Vehicle is simulated which including interface design of panel and generation C++ code mostly. And it is discussed that how to transfer instrucment DLL in Vega Prime.
引文
[1] 关克平．航海模拟器视景建模技术研究及应用．上海海运学院硕士学位论文．2002：1页
[2] DNV Standard for Certification of Maritime Simulator Systems (NEW). 1999
[3] 胡涛，李阔．视景仿真技术应用研究．光电技术应用．2004．6
[4] 孙腾达，金一丞．航海模拟器视景中本船船首图形绘制方法．大连海事大学学报．2001
[5] 汤国安，刘学军，闾国年著．数字高程模型及地学分析的原理与方法．北京：科学出版社，2005
[6] 胡少林．基于DEM数据的三维地形建模方法研究与实现．国防科学技术大学硕士学位论文．2002
[7] 李志林，朱庆著．数字高程模型．武汉：武汉大学出版社，2003
[8] [美]Donald Hearn，M．Pauline Baler著．蔡士杰，宋继强，蔡敏译．计算机图形学．第三版．电子工业出版社，2005
[9] 齐敏，郝重阳，佟明安．三维地形生成及实时显示技术研究进展．中国图像图形学报．2000，Vol．5(A)．No．4
[10] 张宏，温永宁，刘爱利等编著．地理信息系统算法基础．北京：科学出版社，2006
[11] 王乘，周均清，李利军编著．Creator可视化仿真建模技术．华中科技大学出版社，2005：4-6页
[12] 孙家广等编著．计算机图形学．第三版．清华大学出版社，1998
[13] 何援军编著．计算机图形学．机械工业出版社，2006
[14] 兰培真，金一丞等．船舶操纵模拟器视景中的山形建模．中国图象图形学报．2001，Vol．6(A)No．4
[15] 兰培真，金一丞．基于等高线的三维真实感地形绘制技术的研究．中国航海．2001，No．1
[16] 齐敏，郝重阳，佟明安．基于分形技术的多分辨率三维地景建模方法研 究．中国图像图形学报．2000，Vol．5(A)No．7
[17] 郭齐胜，王志健，马亚龙，朱吴．地形数据格式转换及其在视景仿真中应用．计算机仿真．2000(5)
[18] 舒娱琴，彭国均，池天河，唐丽玉．三维地形的生成技术及实现．测绘工程．2003(3)
[19] Kwan-Liu Ma. Visualization Viewpoints. University of California at Davis
[20] 康凤举，杨惠珍，高立娥等．现代仿真技术与应用．第二版．国防工业出版社，2006
[21] 兰培真，金一丞．船舶操纵模拟器视景中的地形生成技术．集美大学学报(自然科学版)．2001，Vol．6(A)No．4
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[23] Michael J. Zyda, David R. Pratt, etc. NPSNET: Constructing A 3D Virtual World. Naval Postgraduate School
[24] Hussein Karam, About Ella Hassanien, etc. Visual Simulation of Texture/Non-Texture Image Synthesis. Cairo University; Faculty Computer and Information
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[26] Distributed Simulation Technology Inc, GL Studio User' s Guide, 2006, 2
[27] 张文，朱元昌，樊世友，杨作宾．GL Studio及其在雷达面板仿真中的应用．测控技术．2002(12)
[28] 北京华力创通科技有限公司．GL Studio真实仪表面板开发平台
[29] 张德锋，王华兵，薛原，聂孝亮．基于Vega Prime的视景仿真技术研究与应用．计算机仿真．2006，7(7)
[30] 邓常兴，芦利斌．无人机视景仿真的建模与实现．弹箭与制导学报．第27卷，第1期
[31] 李彪，唐金国，李治庆．某型导弹指挥仪训练仿真系统虚拟仪表集成方案研究．工业控制计算机．2006，11
[32] 古伊，高井群，孙九运．基于Creator Pro／Vega Prime的三维地形仿真技术．矿山测量．2005，3
[33] 李亚臣，胡健，黎远忠，罗用锋，颜澎．基于Vega Prime的航天器视景仿真中的多坐标系问题
[34] 北京华力创通科技有限公司．GL Studio：真实仪表面板开发平台．软件世界
[35] 唐金国，李治庆，黎漫斯．GL Studio在Vega场景中的应用．系统仿真技术及其应用．第8卷．
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