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三维军标生成与态势标绘技术研究

作　者: 杨强
导　师: 汤晓安
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 战场可视化三维静态军标三维动态军标态势标绘态势推演法矢量公告板技术三角剖分地形匹配战场态势推演系统结构
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 436次
引　用: 10次
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内容摘要

随着科技的迅猛发展,战场可视化对信息化战争的作用越来越重要。作为战场可视化系统的重要组成部分,三维战场态势标绘和推演,为指挥决策提供了形象、直观、丰富的战场信息,指挥机构可以根据战场态势的发展情况及时调整作战计划,三维态势标绘的研究具有重要意义。本文在国内外相关研究发展现状的基础上,借鉴已有的研究成果,分析了军标的特点,根据研究的需要对其进行了合理的分类,将军标分为静态军标和动态军标,并研究了他们的三维表现形式。提出了一种实体模型和公告板模型相结合的三维静态军标生成与标绘方法。在斜面与浮雕图像算法的基础上,按照点光源和平行光两种不同的虚拟光源情况对二维军标图像进行处理,生成具有三维效果的军标图像,并用公告板技术在三维场景中标绘三维静态军标。在对二维动态军标分析的基础上,提出了一种基于可变步长区间平均的三角剖分方法生成三维动态军标,对生成的军标形状底面添加高程产生三维动态军标实体。描述了三维动态军标的编辑方法,并在已有算法的基础上,实现了军标实体与地形的匹配。最后在三维军标标绘的基础上,研究了战场态势推演系统结构,并面向空间作战提出了一种空间作战态势推演系统体系结构,研究了其中的主要关键技术及其实现途径,形成了可行的系统方案。实验结果表明实现算法高效、实用,满足实际战场可视化系统的应用需求。

全文目录

图目录  7-8
表目录  8-9
摘要  9-10
ABSTRACT  10-11
第一章绪论  11-17
  1.1 引言  11-12
  1.2 国内外相关研究的发展现状  12-14
    1.2.1 国外的研究现状  12-13
      1.2.1.1 三维军标生成与标绘的研究现状  12
      1.2.1.2 态势标绘和态势推演的研究现状  12-13
    1.2.2 国内的研究现状  13-14
      1.2.2.1 三维军标生成与标绘的研究现状  13-14
      1.2.2.2 态势标绘和态势推演的研究现状  14
  1.3 三维战场态势可视化  14-15
  1.4 课题研究的目的与意义  15
  1.5 论文组织方式  15-17
第二章三维图形开发的基础理论与实现技术  17-29
  2.1 相关的图形学几何基础知识  17-22
    2.1.1 参数曲线的定义及其切矢量、法矢量、曲率和挠率  17-18
    2.1.2 插值、逼近、拟合和光顺  18-19
    2.1.3 三次参数样条曲线与Bezier曲线  19-22
      2.1.3.1 三次参数样条曲线  19-20
      2.1.3.2 Bezier曲线  20-22
  2.2 三维建模的基本技术方法  22-28
    2.2.1 OpenGL三维图形建模方法  22-23
    2.2.2 3D Studio MAX三维图形建模方法  23-24
    2.2.3 Vega 三维图形建模方法  24-25
    2.2.4 Direct3D 三维图形建模方法  25-27
    2.2.5 Maya三维图形建模方法  27-28
  2.3 本章小结  28-29
第三章三维静态军标的实时生成与标绘  29-41
  3.1 军队标号简介  29-32
    3.1.1 军队标号的概念  29
    3.1.2 军队标号的分类  29-31
    3.1.3 军队标号的标示规则  31-32
      3.1.3.1 标号的颜色  31
      3.1.3.2 标号的大小  31
      3.1.3.3 标号的定位点  31
      3.1.3.4 标号的方向  31-32
    3.1.4 三维军事标图  32
  3.2 三维静态军标的实时生成  32-39
    3.2.1 GDI实时生成二维军标图像  32-33
    3.2.2 应用斜面与浮雕算法处理生成的图像  33-38
      3.2.2.1 图像的边缘检测  33-34
      3.2.2.2 计算边界点处的内法矢量  34-35
      3.2.2.3 对沿法线向内缩进的象素点赋以适当的亮度  35-37
      3.2.2.4 对斜面与浮雕算法的改进  37-38
    3.2.3 实验结果  38-39
  3.3 三维静态军标的标绘  39-40
    3.3.1 用公告板技术在三维场景中标绘三维军标  39-40
    3.3.2 实验结果  40
  3.4 本章小结  40-41
第四章三维动态军标的实时生成与标绘  41-54
  4.1 三维动态军标的分析  41-42
    4.1.1 关键技术分类  41
    4.1.2 关键技术分析  41-42
  4.2 三维动态军标的实时生成  42-50
    4.2.1 二维动态军标的生成  42-45
      4.2.1.1 点军标  42-43
      4.2.1.2 函数军标  43-45
    4.2.2 三维动态军标的生成  45-50
      4.2.2.1 三角剖分算法  45-49
      4.2.2.2 添加高程  49-50
  4.3 三维动态军标的编辑  50-51
    4.3.1 二维动态军标控制点的编辑  50
    4.3.2 三维动态军标的模型变换  50-51
  4.4 三维动态军标的标绘及其与地形的匹配  51-53
    4.4.1 三维动态军标的标绘  51
    4.4.2 三维动态军标与地形的匹配  51-53
  4.5 本章小结  53-54
第五章空间作战态势推演  54-72
  5.1 战场态势推演的相关概念  54-56
  5.2 战场态势推演系统结构研究  56-62
  5.3 空间作战态势推演体系结构  62-71
    5.3.1 空间作战态势推演系统体系结构  62-64
    5.3.2 主要关键技术及其实现途径  64-71
  5.4 本章小结  71-72
第六章结束语  72-73
参考文献  73-75
致谢  75-76
作者在攻读硕士学位期间发表的论文  76

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