計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)臨近空間飛行器的三維仿真.pdf

1、當(dāng)前軍事的發(fā)展把人們的目光引向了臨近空間，臨近空間飛行器因?yàn)槠洫?dú)特的優(yōu)勢得到了廣泛的關(guān)注，三維仿真作為一種不可缺少的研究方法也被引入了臨近空間飛行器的研究。三維仿真作為目前技術(shù)領(lǐng)域的一個熱點(diǎn)，借用三維圖形技術(shù)，極大的提高了信息可視化的應(yīng)用效果，目前針對三維仿真的語言和平臺很多，既有底層的開發(fā)語言如OpenGL，也有比較成熟的商業(yè)化仿真平臺如Vega，這些仿真技術(shù)目前都存在各自的利弊，還有很大的發(fā)展空間有待研究。
　　 本文針對臨

2、近空間的環(huán)境特點(diǎn)，通過獲取已公開的臨近空間參數(shù)模擬飛機(jī)運(yùn)動狀態(tài)，由其公開照片或模型建立空間三維模型，利用OpenGL的三維仿真表現(xiàn)技術(shù)，在普通Windows平臺下實(shí)現(xiàn)對模型空間位置和姿態(tài)的三維實(shí)時仿真。目標(biāo)是模擬出臨近空間飛行器以及周邊的環(huán)境以實(shí)現(xiàn)飛行器之間，所作的主要工作有：
　　 1、在比較了三維仿真中模型建模和模型文件的格式之后，介紹了OpenGL軟件的繪圖原理和進(jìn)行三維仿真的一般流程。并著重描述了OpenGL仿真的關(guān)鍵技

3、術(shù)，包括它的相關(guān)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，紋理映射技術(shù)實(shí)現(xiàn)等。
　　 2、著重研究了飛機(jī)動力學(xué)方程，包括飛機(jī)的重心運(yùn)動方程和飛機(jī)繞重心得轉(zhuǎn)動方程。然后根據(jù)飛機(jī)的運(yùn)動方程，結(jié)合實(shí)際情況模擬出飛機(jī)的飛行狀態(tài)，通過3DS MAX三維圖形專業(yè)軟件為飛行器建模，并利用相應(yīng)的轉(zhuǎn)換軟件將飛行器模型轉(zhuǎn)換為OpenGL可識別的數(shù)據(jù)格式。
　　 3、基于OpenGL三維圖形庫和其工作原理，對三維真實(shí)感地形生成的基本過程（包括建模、空間變換、光照處理、可見

4、面識別、背景遮擋、陰影處理和紋理映射等）進(jìn)行了詳細(xì)剖析，提出了一些加強(qiáng)渲染效果和加快繪制速度的具體措施。在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了三維真實(shí)感地形。
　　 4、為了降低三維仿真對硬件的要求，本文應(yīng)用了紋理映射技術(shù)，雙緩存動畫技術(shù)以及細(xì)節(jié)層次LOD技術(shù)，使仿真應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的算法更簡單，提高了動態(tài)仿真的幀顯示的速度，使實(shí)時的三維仿真得以在普通PC機(jī)上實(shí)現(xiàn)，降低了實(shí)時三維仿真制圖的硬件成本。
　　 測試表明，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的臨近空間飛行器的三