虚拟战场仿真系统的设计与实现

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1、一．．．．爲聲《謂Ａ苗圍硕±学位论文！磯Ｉｍ虚拟战场仿真系统的设计与实现ｌ＾作者姓名邵孔东脇指导納币姓名、职称申请学位类别工学硕壬／ＨｆＫａｉ＾９西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢；也中所罗列的内容外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果不包含一

2、为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同事对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。一。学位论文若有不实之处，本人承担切法律责任＇：本人签名：日期气与牛西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，目Ｐ：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阔、借阅论文；学校可Ｗ公布论文的全部或部分内容，允许采

3、用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，结合学位论文研究成果完成的论文、发明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在＿＿年解密后适用本授权书。本人签名：了（）為、导师签名：ｋ聲命甸ｆ日期：？ｊ＞ｆＬ日期；十学校代码10701学号1303121571分类号TP319密级公开西安电子科技大学硕士学位论文虚拟战场仿真系统的设计与实现作者姓名：邵孔东一级学科：计算机科学与技术二级学科：计算机系统结构学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：李龙

4、海副教授学院：计算机学院提交日期：2015年11月ThedesignandimplementationofvirtualbattlefieldsimulationsystemAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinComputerSystemsOrganizationByShaoKongdongSupervisor:LiLonghaiAssociatePr

5、ofessorNovember2015摘要摘要多年来，虚拟战场仿真技术一直是军事领域关注的焦点，许多发达国家都对这方面进行了深入研究。但由于以往在图形学渲染技术以及计算机硬件上存在着限制，人们更专注于提高仿真系统的实时性，而在仿真系统的真实感方面往往不尽如人意。近年来，随着各种渲染技术的出现以及图形硬件性能上的提升，在保证仿真系统的实时性下，渲染出高质量的三维场景已成为现实。本文基于图形硬件的强大性能，并充分利用渲染技术设计并实现了一款虚拟战场仿真系统。本文主要的研究内容如下：1)全面总结了当前图形

6、硬件的最新特性并对着色器进行了介绍；对OSG的渲染机制进行了详细的分析；介绍了osgEarth开发库，重点讨论了地形数据的表示和组织、以及数据库分页和动态调度技术。2)设计了一款虚拟战场仿真系统，对基础地理环境和态势两大模块进行了详细设计，并充分考虑了模块间的耦合度，功能的可扩展性以及渲染的效率。3)研究并实现了基于大气散射的天空环境渲染。4)研究并实现了电磁环境渲染，利用着色器实现了探测波束的条纹传动和与球面相交裁剪的效果。5)研究并实现了一系列常用特效，具体包括基于粒子系统的特效、基于纹理动画技

7、术的特效以及基于绘制后期处理技术的特效。6)基于osgEarth数据源插件机制，实现了高程瓦片数据源插件。7)基于osgEarth实现了基础地理环境和简单态势的可视化，包括了实体动态飞行、航线轨迹和关系动态线的渲染。8)采用MVC思想，设计并实现了图层管理模块、矢量交互模块和视点管理模块。9)采用多线程机制，将UI界面和三维渲染放在独立的线程中，并实现了线程通信模块，保持数据的同步。综上所述，本文最后基于osgEarth和Qt开发了一款虚拟战场仿真系统。经测试，本系统运行稳定、具备良好的交互性，在保

8、证了渲染的实时性前提条件下，增强了三维场景的真实感。关键词：虚拟战场环境，OSG，osgEarth，着色器IABSTRACTABSTRACTFormanyyears,thesimulationtechnologyofvirtualbattlespacehasalwaysbeenthefocusofthemilitaryfield.Manydevelopedcountrieshaveresearchedthistechnologythoroughly.Butresear