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海警舰艇编队对抗训练模拟器三维视景关键技术研究
| 论文题名： | 海警舰艇编队对抗训练模拟器三维视景关键技术研究 |
| 关键词： | 海警舰艇;编队对抗训练系统;粒子系统;碰撞检测;层次包围盒技术;模拟器;三维视景 |
| 摘要： | 随着我国对海洋权益的关注以及国内外船舶仿真技术的发展，实现船舶操作模拟器在军事领域的充分应用，使海警能在室内进行身临其境的编队对抗战术训练，以加快我国海警人才培养及技能提高，海警舰艇编队对抗训练模拟器应运而生。 本文主要对海警舰艇编队对抗训练模拟器三维视景优化相关方面的关键技术进行研究，应用关键技术所实现的研究内容有以下三个方面，即水珠碰撞检测的实现、火炮弹道轨迹的优化和火焰烟雾的优化及控制。 在水珠粒子与基于目标船舶的AABB层次包围盒碰撞检测实现中，过对多种包围盒的比较分析，确定选择AABB包围盒并基于自顶向下的原则构造出贴近目标船舶的AABB层次包围盒，构建粒子射线进行逐层遍历以实现精确的碰撞检测。基于所设计的水炮系统编辑器，实现了水柱打到目标船舶后产生的水花反弹飞溅效果以及随水炮发射作用力变化而引起的碰撞反弹强度的变化。 在对火炮发射炮弹时产生的弹道轨迹优化中，基于原先无阻力条件下的弹道轨迹模型建立了考虑阻力随炮弹飞行速度成正比的弹道轨迹模型，并通过尾迹粒子系统在视景中显现。基于所设计的火炮系统编辑器，实现了对发射速度、发射角度和风阻系数的编辑以及输入较大风阻系数所产生的升弧段较长且直伸、降弧段较短且弯曲的轨迹形态。 在火焰烟雾优化及控制中，对粒子法线进行贴图采样并对粒子进行旋转变换实现了烟雾翻滚上升的效果。基于对风向的编辑，实现了火焰烟雾随风向作用下的偏转效果。 总体来说，本文解决了海警舰艇编队对抗训练系统三维视景中原先存在的水柱穿透船体、炮弹轨迹简单唯一及火焰烟雾无法随风向偏转这三个问题，从而提升了系统的实用价值。 |
| 作者： | 吴鹏辉 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 杨神化;李侨生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 集美大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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