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1、什么叫沙盘在军事题材的电影、电视作品中，我们常常看到指挥员们站在一个地形模型前研究作战方案。这种根据地形图、航空像片或实地地形，按一定的比例关系，用泥沙、兵棋和其它材料堆制的模型就是沙盘。沙盘分为简易沙盘和永久性沙盘。简易沙盘是用泥沙和兵棋在场地上临时堆制的；永久性沙盘是用泡沫塑料板（或三合板）、石膏粉、纸浆等材料制作的，能长期保存。沙盘具有立体感强、形象直观、制作简便、经济实用等特点。沙盘的用途广泛，能形象地显示作战地区的地形，表示敌我阵地组成、兵力部署和兵器配置等情况。军事指挥员常用以研究地形、敌情、作
2、战方案，组织协同动作，实施战术演练，研究战例和总结作战经验等。沙盘还常用来制作经济发展规划和大型工程建设的模型，其形象直观，颇受计划决策者和工程技术人员的青睐。虚拟电子沙盘实现技术探析柳 超 卜淮原(解放军后勤工程学院,重庆400016)摘要:虚拟电子沙盘的真实感实现是建立三维作战模拟系统的关键.给出了一个基于ＰＣ机的虚拟电子沙盘系统实现的结构框图,并详细阐述了系统实现的关键技术:建模技术、可视化技术、系统集成技术以及数据库技术.关键词:电子沙盘;ＶＣ++;ＭａｐＩｎｆｏ;ＯｐｅｎＧＬ中图分类号:ＴＰ3:Ｅ
3、99 文献标识码:Ａ文章编号:1009-3494(2002)01-0039-04收稿日期:2001-12-30作者简介:柳超(1970-),男,重庆人,硕士研究生,主要研究方向ＭＩＳ系统、ＧＩＳ系统;卜淮原,男,江苏人,副教授,主要研究方向数据库技术、图形图像技术. 随着计算机技术、网络技术以及计算机图形学理论的发展,基于战场仿真的作战模拟形式逐步取代了传统的经验数学模型的作战模拟方式以及实战演习,被喻为“实验室中的战争”而倍受各国关注.虚拟电子沙盘系统的实现,可以为各级作战指挥提供一个三维的、动态的、
4、可交互的作战模拟地形环境,提高军事指挥自动化的水平,实现军事决策的科学化、可视化和远程化.虚拟电子沙盘的真实感实现是建立作战模拟可视化系统的关键,同时也是一个难点问题,它涉及到虚拟现实技术、计算机图形学、地理学等学科知识和相关技术.1虚拟电子沙盘的实现框图地形是自然界最复杂的景物,因此三维真实感地形的绘制一直是国内外计算机图形学领域关注的热点.随着计算机图形学理论的突破及图形处理硬件设备性能的提高,基于ＰＣ机的虚拟电子沙盘的真实感实现成为可能,其实现框图如图1.图1 虚拟电子沙盘实现框图2虚拟电子沙盘实现技
5、术2.1 三维建模技术2.1.1 基本建模方法现今三维物体建模方法主要有三种:多边形法、ＮＵＲＢＳ法、细分曲面法.1)多边形建模法.它用三角网格面片来模拟曲面,具有简单、实用等特点,但其面片数随物体复杂度增加而增加,会导致图形处理困难.2)ＮＵＲＢＳ法.它是基于曲线的建模技术,非常适合创建光滑、复杂的模型.3)细分曲面法.它是一种最新的建模技术,它使用任意多面体为控制网格,在复杂的地方可重新细分,然后自动根据控制网格来生成平滑的曲面,能同时保证物体的复杂度和光滑度.2.1.2 三维地形模型的构建简单的三维地
6、形模型可以用通用的建模工具进行构建,如ＡｕｔｏＣＡＤ、3Ｄｍａｘ、Ｍａｙａ等.由于电子沙盘军事应用性强,为了突出它的军事实用性,构建的三维地形必须要能反映战场地形的真实状况,对电子沙盘的真实性要求高,如交通、地势、自然环境状况等.所以,其建模数据必须来源于实际的测绘结果.(1)数字高程模型(ＤＥＭ)[1]随着数字化进程的加快,在科学研究、工程应用等领域通常用数字的形式描述三维地形.描述三维数字地形的基本方法是数字地面模型(ＤＴＭ),数字高程模型(ＤＥＭ)是ＤＴＭ的一个子集,它不过只是考虑了ＤＴＭ的地形分量.
7、建立ＤＥＭ的常用方法有以下几种1)直接从地面测量,例如用ＧＰＳ、全站仪在野外测量等.2)根据航拍测量途径获取数据,如立体坐标仪观测及、解析测图、数字摄影测量等.3)从现有地形图上采集,如格网读点法、数字化仪手扶跟踪及扫描仪半自动采集,然后通过内插值运算生成.目前,国内外也相继开展了用数学形态学、分形学、小波变换等新兴理论和方法对三维建模和数据结构进行改进和优化的研究.(2)等高线插值技术由于数字高程模型(ＤＥＭ)中等高线的质量受测量或转换精度的影响,因此,为了使根据等高线而重建出来的三维地形更加逼真,必须在
8、已有的等高线中内插一些等高线.目前内插等高线有两种方法:一种是网格法;另一种是三角网法.这两种方法都只考虑了点的位置属性,未考虑到等高线的线属性,使得插出的等高线质量不高.文献[2]提出了一种等高线在线内插算法,该算法充分利用了等高线的先验知识,插出的等高线质量高、速度快,并能很好地解决等高线延伸方向的判别、封闭等高线和马鞍型地形等问题.(4)选择光照模型及定义材质特征为了使三维地形具有真实效果,选择恰当的Ｏｐｅ
