无人机远程控制验证系统中的三维可视化

摘要

本文以计算机图形学为理论基础,研究了在Visual C++6.O平台下,以OpenGL和串口技术开发无人机任务飞行的三维可视化仿真软件的方法.课题中运用面向对象编程思想,采用MFC开发框架.本文首先概述了计算机图形学的相关理论,介绍了OpenGL的基础知识.随后详细探讨了对象的图形建模、三维真实感场景的实现及动画的实现等内容.图形建模一章中研究了使用专业建模软件建立无人机等复杂、规则对象的三维模型、再导入OpenGL进行控制和显示的技术.三维真实感场景的实现一章中研究了OpenGL的各种渲染技术,以获得较为贴近真实世界的三维场景.实现动画一章中介绍了OpenGL的动画技术、串口通信技术、Windows的多线程技术以及程序总体框架的设计与实现.最后,讨论了图形程序设计中的几个问题.

目录

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第一章绪论

1.1可视化技术

1.1.1可视化技术的提出

1.1.2可视化技术的应用领域

1.1.3可视化技术的发展方向

1.2无人机远程控制验证系统中的三维可视化

1.2.1课题所要解决的关键问题

1.2.2课题的主要研究内容

第二章计算机图形学概论及OpenGL

2.1计算机图形学概论

2.2关于OpenGL

2.2.1概述

2.2.2 OpenGL的特点

2.2.3 OpenGL的工作模式

2.2.4 OpenGL的工作过程

2.2.5 OpenGL的图形操作顺序

2.2.6 OpenGL中的变换

2.2.7 OpenGL中的消隐

2.2.8 OpenGL的渲染技术

2.2.9 OpenGL的显示列表和纹理对象技术

2.3本章小结

第三章对象的图形建模

3.1使用OpenGL来建立模型

3.1.1使用三角形构建飞机模型

3.1.2使用二次曲面和复杂多边形镶嵌工具建模

3.2使用专业建模软件建模并导入OpenGL

3.2.1概述

3.2.2使用3DS MAX绘制飞机模型

3.2.3导出为3DS格式

3.2.4将3DS模型转化为OpenGL显示列表

3.2.5其他对象的建模

3.3不规则对象的建模

3.3.1地形

3.3.2海洋

3.3.3天空

3.3.4树

3.3.5飞机尾焰

3.4本章小结

第四章三维真实感场景的实现

4.1 OpenGL在Windows环境下的初始化

4.2使用OpenGL的各种渲染技术来绘制逼真的对象模型

4.2.1指定颜色

4.2.2添加纹理

4.2.3加入光照

4.2.4使用混合

4.2.5雾化

4.3创建与浏览三维场景

4.4本章小结

第五章无人机任务飞行仿真的实现方法

5.1 OpenGL的动画技术

5.1.1 OpenGL的双缓存技术

5.1.2动画的驱动方式

5.2串口通信技术

5.2.1 Windows环境下的串行通讯机理

5.2.2 Win32串行API允许的主要操作

5.3 Windows的多线程技术

5.3.1 Windows线程的概念

5.3.2多线程的同步

5.4程序总体框架的设计与代码实现

5.4.1程序总体框架的设计

5.4.2代码实现

5.5系统联调

5.6本章小结

第六章程序设计中的几个问题

6.1防止背景刷新

6.2显示文本

6.2.1显示二维文本

6.2.2显示三维字体

6.3测试帧速率

6.4全屏显示

6.5提高图形程序的性能

6.6本章小结

第七章总结与建议

7.1主要工作总结

7.2后续工作建议

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间论文发表情况