虚拟现实技术在卫星任务三维可视化中的应用

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1、虚拟现实技术在卫星任务三维可视化中的应用作者：指导教师：奚宏明赵志宏副教授南京大学研究生毕业论文(申请工程硕士学位)南京大学软件学院2010年12月㈣TheResearchofVirtualRealityTechniquesAppliedinSatelliteMission3DVisualizationXi，HongmingSubmittedinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringSupervisedbyAsso

2、ciateProfessorZhao，ZhihongSoftwareInstituteNANJINGUNIVERSITYNanjing，ChinaDec，2010南京大学硕士论文摘要随着近年来计算机图形学技术的飞速发展，在微机平台上实现实时的三维视景仿真成为了一种可能。虚拟现实技术能够逼真形象地描述和揭示现实世界或未知世界中的对象的关系、运动模式以及外在表现，在科学研究及现实生活的很多方面具有重要意义。航天发射任务是一项复杂的系统工程，任务中运载火箭、目标航天器等均远在人们的视野之外，利用虚拟现实技术对航天发射

3、任务进行可视化三维仿真，让用户能够对航天器的飞行状态有直观全面的了解。随着我国航天测控事业的发展，单位承担的海上测控任务愈发繁重，对指挥监视显示有了更高的要求，为使监视显示画面更加直观、美观，向决策指挥、测量控制系统提供可视化支持，我们开展了《虚拟现实技术在卫星任务三维可视化中的应用研究》技术研究项目。本文以该项目研发为背景，首先介绍了航天器发射任务视景仿真系统的开发意义、特点。利用面向对象的设计方法，基于设计模式和OGRE，设计实现了航天器发射任务实时三维视景仿真系统。仿真系统能够完成从航天器发射到运行全过程

4、的三维视景仿真。由于在软件设计中较好地应用了设计模式，该软件系统具有良好的可复用性和扩展性。文中详细描述了系统的设计思想和实现。视景仿真软件框架，或体系结构，是指视景仿真领域内通用的经过验证的解决方案。在仿真系统基础之上，本文从通用性和软件可复用性出发，讨论了一种可复用航天发射任务三维实时视景仿真软件框架的设计。即在图形渲染引擎上设计实现了一层通用性强、可复用程度高、代码质量优的框架，使得用户可以方便快捷的实现各种不同类型的任务仿真软件应用。文中给出了所设计仿真软件框架的详细设计和应用实例。研究成果在多次试验任

5、务中进行了测试和验证，并在实战中进行了初步使用，取得了不错的效果。结果表明，本文提出的使用面向对象的设计方法和基于设计模式的仿真软件框架概念具有较强的实用性和通用性。关键词：航天发射任务；三维视景仿真；软件框架；面向对象的图形渲染引擎南京大学硕士论文AbstractWiththerapiddevelopmentincomputergraphic，nowadayswecanaccomplishreal-time3Dscenesimulationviamicrocomputerplatform．VirtualRea

6、lity(VR)technology，whichcanvividlydescribeandundercovertherelationshipsbetweenobjectsinrealworldorunknownspace，andshowtheirexternalbehaviorsaswellasmovementpatterns，isveryimportantinscientificresearchanddailylife．SpaceflightisacomplexsystemsengineeringTheobj

7、ectssuchaslaunchvehicle，aerocraftetc，areallfaroutofpeople’Seyeshot，cApplingVRtechnologyinaerospacelaunchingmission3DvisualizationsimulationcanhelptheuserstounderstandthecurrentstateoftheaircraftdirectlyAsthedevelopmentofthespacelaunchingandtracking，itbecomes

8、moreandmoreonerousofthemarinesatellitetrackandcontrl，andmoreefficientmeansofmonitoringanddisplayaredemanded．It'souraimtomaketherealtimemonitoringintuitionisticandbeautifulinordertoprovidevisuals