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第一章 绪论 1

1.1 战场环境概述 1

1.1.1 陆战场环境 1

1.1.2 海战场环境 1

目录 1

1.1.3 空战场环境 2

1.1.4 太空战场环境 2

1.1.5 电子战环境 2

1.2 战场环境仿真 3

1.2.1 战场环境仿真的概念 3

1.2.2 战场环境仿真的需求 4

1.2.3 战场环境仿真的内容 6

1.3.1 国外研究概况 7

1.3.2 国内研究概况 7

1.3 战场环境仿真概况 7

1.2.4 战场环境仿真的重点 7

参考文献 8

第二章 计算机图形学基础 9

2.1 引言 9

2.1.1 计算机图形学的概念 9

2.1.2 计算机图形学的研究内容 10

2.2.1 图形系统 11

2.2 图形系统与图形设备 11

2.2.2 图形设备 12

2.3 图形变换 15

2.3.1 三维图形的显示流程 15

2.3.2 图形的几何变换 16

2.3.3 形体的投影变换 21

2.3.4 裁剪 24

2.3.5 窗口到视口的变换 24

2.4.3 消隐 25

2.4.2 区域填充 25

2.4 基本图形算法 25

2.4.1 扫描转换 25

2.4.4 图形反混淆 38

2.5 真实感图形 38

2.5.1 引言 38

2.5.2 明暗效应 38

2.5.3 颜色模型 44

2.5.4 纹理 45

2.5.5 光线跟踪 47

2.5.6 辐射度 49

2.5.7 阴影生成技术 50

参考文献 50

3.2.2 SIF/DP 51

3.2.1 SIF/HDI 51

3.2 SIF标准 51

3.1 引言 51

第三章 分布式仿真环境标准 51

3.2.3 GTDB 52

3.2.4 SIF环境模型的组成 52

3.3 SEDRIS 52

3.3.1 SEDRIS简介 52

3.3.2 SEDRIS数据模型 56

3.3.3 SEDRIS API 58

3.3.4 SEDRIS软件 58

3.4 小结 59

参考文献 59

第四章 战场环境数据库 60

4.1 引言 60

4.2.1 国外研究现状 61

4.2 战场环境数据库研究现状 61

4.2.2 国内研究现状 66

4.3 战场环境数据库模型设计 66

4.3.1 战场环境数据库与传统数据库的区别 66

4.3.2 战场环境数据分类 67

4.3.3 战场环境数据库结构模型设计 68

4.4 战场环境数据库编译器设计 70

4.4.1 战场环境数据库编译器需求分析 70

4.4.2 战场环境数据库编译器软件体系结构设计 71

4.4.3 战场环境数据库编译器软件功能设计 72

4.4.4 战场环境数据库编译器实现技术 77

4.5 战场环境数据库API设计 80

4.5.1 API实现机制 80

4.5.2 API体系结构 81

参考文献 82

4.6 战场环境数据库展望 82

第五章 三维地形仿真 84

5.1 引言 84

5.2 战场环境仿真对地形模型的需求分析 84

5.2.1 对地形模型表现内容的需求 85

5.2.2 对地形模型分辨力的需求 86

5.2.3 对模型建立的快速性需求 86

5.2.4 对动态地形的需求 87

5.3 作战模拟中的地形仿真 88

5.3.1 地形描述参数 88

5.3.2 地形仿真方法 89

5.3.3 地形仿真方法的使用分析 98

5.4 基于现有地形数据模型的三维地形生成技术 99

5.4.1 DEM简介 99

5.4.2 DEM表面建模方法 99

5.4.3 DEM表面网格生成 101

5.4.4 DEM的数据组织 107

5.5 基于等高线地图的三维地形生成技术 109

5.5.1 引言 109

5.5.2 问题的分析与基本处理流程 109

5.5.3 鼠标跟踪二维矢量化 110

5.5.4 三维矢量化 111

5.6 三维地形的实时仿真技术 117

5.6.1 基于图像的绘制技术 118

5.6.2 基于三维模型几何简化的绘制技术 119

5.6.3 其他技术 120

5.7 三维地形的真实性 122

5.7.1 纹理映射方法 123

5.7.2 地物叠加方法 124

参考文献 124

6.1 引言 126

第六章 动态地形仿真 126

6.2 基于Direct3D的动态地形仿真方法 127

6.2.1 引言 127

6.2.2 地形数据库在内存中的存储结构分析 128

6.2.3 地形的管理及对地形内存的访问方法 129

6.2.4 动态地形的一个应用——弹坑 134

6.3 基于梯度场的实时动态地形生成方法 137

6.3.1 与梯度场相关的分辨力动态扩展 138

6.3.2 栅格的细化及过渡区的生成 139

6.4 动态地形环境的一致性 141

6.4.1 地形环境的表示 142

6.4.2 环境改变信息 142

6.4.3 动态地形环境体系结构 143

参考文献 144

7.2 海浪的数学模型 145

第七章 海浪视景的实时仿真 145

7.1 引言 145

7.2.1 不规则海浪的数学描述 146

7.2.2 波能谱理论 147

7.2.3 波能谱的表达式 148

7.3 海浪的仿真模型 150

7.3.1 波幅 150

7.3.2 波数 151

7.3.3 方向角 151

7.3.4 代表频率 151

7.3.5 随机相位 152

7.3.6 单元规则波的个数n 152

7.3.7 波能谱能量分布图上频率ω划分个数M 152

7.4 提高实时性的措施 152

7.4.1 网格生成技术 152

7.5 应用实例 153

7.4.2 视点相关技术 153

7.4.3 纹理映射技术 153

参考文献 154

第八章 基于粒子系统的特殊效果仿真 156

8.1 引言 156

8.2 粒子系统原理 156

8.2.1 粒子系统的基本思想 156

8.2.2 粒子系统的特点 157

8.2.3 粒子系统实现步骤 157

8.2.4 粒子系统的数学描述 157

8.3 战场环境中各种特效的粒子系统模型 159

8.3.1 爆炸效果的粒子模型 159

8.3.2 火焰效果的粒子模型 160

8.3.3 云彩效果的粒子模型 160

8.3.4 烟雾效果的粒子模型 161

8.3.5 尾迹效果的粒子模型 163

8.3.6 雨雪效果的粒子模型 164

8.4 实现过程分析 166

8.4.1 实现方法 166

8.4.2 实时性问题 166

8.4.3 三角函数列表 167

参考文献 167

第九章 红外成像仿真 168

9.1 绪论 168

9.1.1 红外成像仿真概述 168

9.1.2 目标红外成像仿真的研究内容 170

9.1.3 国内外研究现状分析 171

9.2 红外成像仿真基础知识 174

9.2.1 热辐射 174

9.2.2 红外辐射 174

9.2.3 红外辐射的基本规律 175

9.2.4 发射率和实际辐射 177

9.3 红外成像的简化仿真方法 177

9.3.1 仿真原理 177

9.3.2 辐射度的计算 179

9.3.3 红外仿真的过程 180

9.3.4 红外图像的仿真软件Sensor Vision 181

9.4 基于内热源的目标红外成像仿真 182

9.4.1 目标热平衡方程 182

9.4.2 环境温度和环境辐射 183

9.4.3 内热源导热模型 183

9.4.4 表面热扩散 185

9.4.5 红外图形的生成 186

9.4.6 算法设计 186

9.4.7 仿真结果 190

9.5.1 引言 191

9.5 海洋作战环境动态红外图像的计算机仿真 191

9.5.2 数学建模 192

9.5.3 红外辐射的计算 193

9.5.4 量化 196

9.5.5 动态图像生成 196

参考文献 197

第十章 声音的实时仿真 199

10.1 引言 199

10.2 数字声音处理的一般过程 199

10.2.1 数字声音的获取 199

10.2.2 数字声音的质量 200

10.2.3 数字声音的重放 200

10.3 实时仿真的实现 200

10.3.1 缓冲区的设置 201

10.3.2 使用DirectSound回放 201

10.4.1 虚拟战场声源的放置 202

10.3.3 使用缓冲区对象 202

10.4 三维情景中的特殊仿真效果 202

10.4.2 速度与多普勒频移 203

10.4.3 距离因子 203

10.4.4 改变扬声器配置 203

参考文献 204

第十一章 电磁环境仿真 205

11.1 引言 205

11.1.1 电磁环境 205

11.1.2 电磁环境仿真方法 206

11.1.3 电磁环境仿真现状 206

11.2 战场电磁环境分析与建模 207

11.2.1 战场电磁环境分析 207

11.2.2 战场电磁环境建模 208

11.3.1 信号仿真方法 211

11.3 信号仿真 211

11.3.2 FDTD算法 212

11.4 功能仿真 213

11.4.1 雷达电磁环境模型描述 213

11.4.2 雷达发射信号模型 218

11.5 仿真软件开发 219

11.5.1 软件模块结构图 219

11.5.2 模块功能说明 220

参考文献 222

第十二章 三维视景引擎与工具 223

12.1 引言 223

12.2 OpenGL简介 224

12.2.1 OpenGL基础 224

12.2.2 基本OpenGL操作 225

12.2.3 OpenGL处理流程 226

12.2.4 其他OpenGL命令 233

12.2.5 实例 235

12.3 DirectX简介 239

12.3.1 DirectX的特点 239

12.3.2 DirectX的结构 240

12.3.3 DirectX Graphics 241

12.4 OpenGVS 250

12.4.1 引言 250

12.4.2 OpenGVS的特点与结构 251

12.4.3 OpenGVS函数的分类 252

12.4.4 地形模型的运用 255

12.4.5 OpenGVS的安装与设置 257

12.4.6 OpenGVS的应用与程序框架实例 257

参考文献 269