外層空間復(fù)雜場景仿真若干關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著近年來人類科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和探索領(lǐng)域的擴(kuò)大，國內(nèi)外已經(jīng)有越來越多的空間科學(xué)發(fā)展項(xiàng)目，外層空間已經(jīng)成為了各國科學(xué)活動(dòng)和探測任務(wù)的重要場所。發(fā)展空間可視化技術(shù)對于人類更好的了解和研究空間環(huán)境，開展太空探測活動(dòng)，預(yù)研軍事化技術(shù)有著不可忽視的意義。然而空間環(huán)境又具有特殊性和復(fù)雜性，人類至今仍難以全面的理解和掌控外層空間復(fù)雜環(huán)境。因此，基于計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的外層空間仿真就變得尤為重要。
　　本文的目標(biāo)在于研究和實(shí)現(xiàn)一種能夠獲得高實(shí)時(shí)性和

2、高真實(shí)感的外層空間及人造天體的仿真方法，并提供較為直觀的演示效果。為了實(shí)現(xiàn)本課題的目標(biāo)，首先對基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的外層空間環(huán)境和人造天體的仿真系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)行了解，然后分析了利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)理論和開源引擎 OGRE來實(shí)現(xiàn)建立實(shí)時(shí)的逼真太空環(huán)境和人造天體的有效方法，研究了LOD層次思想和應(yīng)用到的一系列關(guān)鍵技術(shù)，最后提出了仿真過程和實(shí)時(shí)交互的實(shí)現(xiàn)方法。
　　本文的主要工作如下：
　?。?）在圖形學(xué)理論的基礎(chǔ)上，采用OGRE開源引擎建

3、立起一套可視化框架；
　?。?）結(jié)合圖形學(xué)視景仿真的關(guān)鍵技術(shù)對外層空間場景進(jìn)行仿真，盡力滿足范圍大且復(fù)雜性高的外層空間環(huán)境可視化仿真的需求；
　?。?）利用合理的數(shù)據(jù)管理方式提高程序運(yùn)行效率，以進(jìn)一步達(dá)到渲染的實(shí)時(shí)性；
　　（4）利用視點(diǎn)控制和幀監(jiān)聽技術(shù)，達(dá)到用戶在場景中實(shí)時(shí)地高自由度地漫游和交互的目的。
　　對外層空間場景進(jìn)行仿真采用了若干關(guān)鍵技術(shù)，主要包括：LOD層次模型簡化技術(shù)，skybox技術(shù)，紋理映射，