本文關(guān)鍵詞：基于OSG的航天任務(wù)三維仿真系統(tǒng)研究與實現(xiàn)

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【摘要】：航天任務(wù)三維仿真系統(tǒng)采用計算機圖形圖像技術(shù),構(gòu)造運載器與航天器的三維模型,再現(xiàn)真實靶場地形地貌,實時準確地實現(xiàn)對飛行器和衛(wèi)星的飛行狀況、軌跡進行仿真復(fù)現(xiàn),可以為航天新技術(shù)的探索和工程設(shè)計等提供一種直觀、便捷的仿真分析手段。本課題是在國家實現(xiàn)軟硬件“自主可控”的大前提下,在“核高基(核心電子器件、高端通用芯片和基礎(chǔ)軟件)”科技重大專項的牽引下,采用跨平臺三維渲染引擎Open Scene Graph,通過對國內(nèi)現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)、經(jīng)驗和成果的吸收引進,開發(fā)基于國產(chǎn)麒麟操作系統(tǒng)平臺的航天任務(wù)三維仿真系統(tǒng),滿足航天任務(wù)的特殊性和保密安全性要求,為國產(chǎn)平臺下的航天任務(wù)三維仿真提供技術(shù)支持并構(gòu)建基礎(chǔ)框架,設(shè)計實現(xiàn)一套能夠?qū)教烊蝿?wù)全過程進行三維仿真演示的基礎(chǔ)仿真平臺,為下一步構(gòu)建國產(chǎn)平臺下的空間任務(wù)仿真系統(tǒng)奠定堅固基石。本文包括以下內(nèi)容:①國產(chǎn)平臺下三維軟件開發(fā)環(huán)境的構(gòu)建。研究國產(chǎn)平臺下三維仿真軟件開發(fā)所需的開發(fā)環(huán)境及配套軟件的構(gòu)成,搭建國產(chǎn)平臺下三維視景仿真開發(fā)環(huán)境。②基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)設(shè)計。地理信息系統(tǒng)是三維視景仿真中的基礎(chǔ),包括數(shù)字地球的構(gòu)建、地形數(shù)據(jù)的調(diào)度生成、地表影像數(shù)據(jù)的調(diào)度渲染、以及地物地貌的表現(xiàn)。③運載器尾焰模擬。對基于粒子系統(tǒng)的運載器尾焰模擬進行研究,構(gòu)建一個粒子總數(shù)可變的粒子系統(tǒng),使粒子系統(tǒng)的粒子總數(shù)在視覺效果上可變,能夠模擬尾焰的動態(tài)變化,提高了場景的逼真效果。④航天活動三維視景場景的控制。研究航天活動三維視景場景控制方式,以實現(xiàn)對場景中各種元素節(jié)點的靈活顯示、管理和控制,包括視景相機管理、視點管理、時間控制及轉(zhuǎn)換、場景顯示元素的顯隱控制、各類目標的LOD(Level Of Details)控制等功能,最終實現(xiàn)通過數(shù)據(jù)驅(qū)動場景的運行。⑤三維仿真系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)。利用Qt開發(fā)庫和Qt Creator開發(fā)環(huán)境,開發(fā)出基于OSG三維引擎的三維仿真系統(tǒng),通過實驗驗證了系統(tǒng)的效率以及效果。
【關(guān)鍵詞】：中標麒麟 OpenSceneGraph 三維建模 粒子系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V411.8
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-7
• 1 緒論7-12
• 1.1 引言7
• 1.2 課題研究的背景和意義7-8
• 1.3 航天任務(wù)仿真技術(shù)發(fā)展趨勢8
• 1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-10
• 1.5 研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排10-12
• 2 航天任務(wù)三維仿真系統(tǒng)總體設(shè)計12-25
• 2.1 系統(tǒng)設(shè)計目標12
• 2.2 總體方案設(shè)計12-13
• 2.3 功能設(shè)計13-16
• 2.4 系統(tǒng)軟硬件構(gòu)成16-23
• 2.4.1 硬件應(yīng)用系統(tǒng)16-17
• 2.4.2 系統(tǒng)平臺17-19
• 2.4.3 三維渲染引擎19-21
• 2.4.4 編程開發(fā)環(huán)境21-23
• 2.5 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)23-24
• 2.6 本章小結(jié)24-25
• 3 場景模型與數(shù)字地球構(gòu)建25-40
• 3.1 三維模型轉(zhuǎn)換和構(gòu)建25-31
• 3.1.1 三維建模工具及模型轉(zhuǎn)換25-26
• 3.1.2 三維模型的建立與組織原則26-29
• 3.1.3 三維模型的行為表達29-30
• 3.1.4 模型組合30-31
• 3.2 運動模型控制31-33
• 3.3 構(gòu)建數(shù)字地球33-39
• 3.3.1 osgEarth構(gòu)建三維地球球體模型33-35
• 3.3.2 地理信息系統(tǒng)設(shè)計35-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 4 基于粒子系統(tǒng)的運載器尾焰模擬40-47
• 4.1 粒子系統(tǒng)40-44
• 4.1.1 粒子系統(tǒng)基本模型40-41
• 4.1.2 OSG中粒子系統(tǒng)基本原理41-42
• 4.1.3 OSG中粒子系統(tǒng)相關(guān)類42-44
• 4.2 尾焰的物理模型44
• 4.3 運載器尾焰特效實現(xiàn)44-46
• 4.4 本章小結(jié)46-47
• 5 三維仿真系統(tǒng)的實現(xiàn)47-58
• 5.1 三維仿真系統(tǒng)實現(xiàn)流程47-49
• 5.1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)47-48
• 5.1.2 系統(tǒng)工作原理48-49
• 5.1.3 系統(tǒng)信息流程49
• 5.2 基于OSG的系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)49-54
• 5.2.1 三維仿真系統(tǒng)多觀察模式技術(shù)49-51
• 5.2.2 視點相機控制51-52
• 5.2.3 三維場景的控制52-54
• 5.3 時間系統(tǒng)及控制54-55
• 5.4 系統(tǒng)仿真效果展示55-57
• 5.5 本章小結(jié)57-58
• 6 結(jié)論與展望58-59
• 6.1 內(nèi)容總結(jié)58
• 6.2 研究展望58-59
• 致謝59-60
• 參考文獻60-62

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

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本文編號：1055970