基于虚拟现实的船舶操纵系统视景设计与实现

摘要

本文对基于虚拟现实的船舶操纵系统视景设计与实现进行了研究。文章通过分析目前计算机图形学的基本理论和最新图形图象绘制方法，探讨了适合于海上视景仿真的三维海浪数学模型，并进行了使用OpenGL编程实验，得到了逼真的三维海浪图象效果，大大地提高了视景的质量，并实现了海体的模拟和海底的模拟。为了使训练效果最佳、临场感觉更逼真，需要将几个投影通道进行水平拼接，从而达到360。全景的图象。在分析了投影几何、投影拼接原理后，针对系统的360°大屏幕投影拼接进行了实验，创造性地将传统的圆柱形弧形屏幕替换成平板拼接屏幕，使得原来的失真问题得以彻底解决。在投影拼接中多通道同步是系统中的难点，系统使用并行式多计算机进行模拟，10台视景计算机并行进行视景模拟，采用10个投影仪分别连接到对应的计算机，形成十通道360°的水平视场角。10台计算机通过网络交换机联结在一起，进行数据通信，各自进行并行式计算，然后通过控制计算机对它们发布指令，采用推位运算等技术进行同步与协调控制。使得十个通道的产生的画面就感觉是同一时刻、同一视点产生的。

目录

文摘

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1绪论

1.1研究背景

1.2主要研究工作

2相关技术

2.1虚拟现实

2.2投影几何投影拼接原理

2.3本章小结

3船舶操纵模拟系统视景的设计

3.1系统视景需求分析

3.2三维视景生成的设计

3.3虚拟海洋环境的设计

3.4投影拼接的设计

3.5本章小结

4船舶操纵模拟系统视景的实现

4.1三维视景的生成

4.2虚拟海洋环境的实现

4.3投影拼接的实现

4.4本章小结

5船舶操纵模拟器系统测试及性能分析

5.1测试环境

5.2测试过程

5.3性能分析

5.4本章小结

6结束语

致谢

参考文献