防空导弹系统飞行仿真空间可视化研究
摘要
本文以计算机图形学为理论基础，研究了在Visual c++6.0平台下，以OpenGL和串口技术开发导弹防空系统视景仿真软件。课题中运用面向对象的编程思想，采用MFC的编程方法。
本文首先概述了坐标变换、透视原理等计算机图形学的相关理论，介绍了OpenGL及如何在Visual C++6.0下建立OpenGL应用程序框架及程序结构。随后，详细探讨了如何利用OpenGL进行较为复杂的三维建模、文本显示、地形绘制以及动画生成的技术。课题中利用MSComm控件编制串口程序进行飞行仿真数据的传送，定义数据传送格式，采用多线程技术处理仿真数据的接收和动画显示。最终，较好地解决了飞行器三维实时显示与逼真的场景之间的矛盾。课题中首次提出并运用了多例化和分时复用技术，提高了仿真视景系统的实时性，具有很强的实用性。
Based on Computer Graphics, The paper is about development of a 3D animation simulation software with the thinking of Objected-Oriented and MFC method under the enviroment of Visual C++6. 0.
At fist the paper introduced something about Computer Graphics, such as coordinates transformation, perspective theory. And then the paper presented how to make up a frame and a structure of an OpenGL program in Visual C++ 6. 0. Furthermore, 3D molding, showing texts, drawing terrains and how to produce animations based on OpenGL technique were also described deeply. Fight simulation data were transmitted by MSComm serial communications. And multithread technique was adopted to receive flight data and draw graphics. At last, the paper solved conflict between real time display and vivid scene. For the first time, the paper invented and applied Time-sharing Multitask and Multiexample technology.
本文首先概述了坐标变换、透视原理等计算机图形学的相关理论，介绍了OpenGL及如何在Visual C++6.0下建立OpenGL应用程序框架及程序结构。随后，详细探讨了如何利用OpenGL进行较为复杂的三维建模、文本显示、地形绘制以及动画生成的技术。课题中利用MSComm控件编制串口程序进行飞行仿真数据的传送，定义数据传送格式，采用多线程技术处理仿真数据的接收和动画显示。最终，较好地解决了飞行器三维实时显示与逼真的场景之间的矛盾。课题中首次提出并运用了多例化和分时复用技术，提高了仿真视景系统的实时性，具有很强的实用性。
Based on Computer Graphics, The paper is about development of a 3D animation simulation software with the thinking of Objected-Oriented and MFC method under the enviroment of Visual C++6. 0.
At fist the paper introduced something about Computer Graphics, such as coordinates transformation, perspective theory. And then the paper presented how to make up a frame and a structure of an OpenGL program in Visual C++ 6. 0. Furthermore, 3D molding, showing texts, drawing terrains and how to produce animations based on OpenGL technique were also described deeply. Fight simulation data were transmitted by MSComm serial communications. And multithread technique was adopted to receive flight data and draw graphics. At last, the paper solved conflict between real time display and vivid scene. For the first time, the paper invented and applied Time-sharing Multitask and Multiexample technology.
引文
1. Li F, Cheng C, Zhong B, A three dimensional visual graphic display method of stratigraphic model based on OpenGL, Jianghan Shiyou Xueyuan Xuebao/Journal of Jianghan Petroleum Institute, v 23, n 1, March, 2001, p 20-21
2. Jun Z, Shang Shu Yuan, Feng Zhen Sheng, A method of texture mapping with convex-depression effect based on OpenGL, Proceedings of the International Symposium on Test and Measurement, v 2, 2001, p 1157-1159
3. Fu Zhanping, Di Yazhou, Shang Xiliang, Qiu Zhi, Flight course replay and simulation base on OpenGL, IEEE Region 10 Annual International Conference, Proceedings/TENCON, v 3, 2002, p 1757-1760
4. Fan Shiyou, Yang Zuobing, Zhang Wen, Zhu Yuangchang, The Computer Simulation of Radar Indicators Based on OpenGL, Proceedings of the International Symposium on Test and Measurement, v 3, 2003, p 2440-2442
5. Bartz, Dirk, Meissner, Michael, OpenGL-assisted occlusion culling for large polygonal models. Computers and Graphics (Pergamon), v 23, n 5, Oct, 1999, p 667-679
6. Pengyuan, L. Jun, Y. Lianjun, Real-time graphic generation based on OpenGL graphic standard. Proceedings of the International Symposium on Test and Measurement, v 1, 2001, p 513-516
7. Richard S. Wright, Jr.Michael Sweet, OpenGL超级宝典(第二版)，人民邮电出版社，2001年
8. Yang. Li, Web-Based Interactive 3D Visualization for Computer Graphics Education, International Journal of Distance Education Technologies, v.1, n.3, (Jul-Sep, 2003),p.69
9. Bajaj, Chandrajit, Compression-Based 3D Texture Mapping for Real-Time Rendering, Graphical Models, v.62, n.6, (2000), p.391
10. Fu. Zhanping, Di. Yazhou, Shang. Xiliang, Flight course replay and simulation base on OpenGL, IEEE Region 10 Annual International Conference, Proceedings/TENCON, v 3, 2002, p 1757-1760
11. Fan. Shiyou (Department of Optics Engineering, Ordnance Engineering College), Yang.Zuobing, Zhang. Wen, The Computer Simulation of Radar Indicators Based on OpenGL, Proceedings of the International Symposium on Test and Measurement, v 3, 2003, p 2440-2442
12. D.W. Fellner, S. Havemann and G. Müller, Modeling of and navigation in complex 3D documents, Computers & Graphics Volume 22, Issue 6, December 1998, Pages 647-653
13. Chandrajit Bajaj, Insung Ibm and Sanghun Park, Compression-Based 3D Texture Mapping for Real-Time Rendering, Graphical Models Volume 62, Issue 6, November
2000, Pages 391-410
14．陈兵、朱纪洪，基于PC机的无人机仿真系统，系统仿真学报，2002年，第14卷第5期，第614页
15．李柯、商书元，基于面向对象的防空导弹制导系统仿真，计算机工程，2001年，第27卷第10期，第167页
16．尧权，费荣珍，飞行仿真模型库及虚拟样机建模环境的研究，2002年，第14卷，第3期，第357页
17．陆品，应用OPENGL的仿真动画实现和模型建立，机电工程，2002年，第19卷第4期，第1页
18．黄今慧，用OPENGL实现测控可视化仿真模型的研究，计算机仿真，2002年，第19卷第4期，第83页
19．杨双华、王以伦、张立勋，MFC构架下的OPENGL动画技术，应用科技，2001年，第28卷第3期，第32页
20．贺再红、杨鼎强，基于OPENGL双缓存的多媒体动画实现，计算机技术与动画，2001年，第20卷第1期，第34页
21．刘恒、张葛祥，WINDOWS／NT下OPENGL三维图形编程原理及实例，西南工学院学报，2001年，第16卷第3期，第21页
22．薛安、马蔼乃、李天宏，基于OPENGL实现真实感地形表现的研究，中国图象图形学报，2001年第6卷(A版)第8期，第803页
23．姚丽、陈杰，一种基于DEM数据的可视化数字地形绘制，北京理工大学学报，2002年，第22卷第3期，第341页
24．汪地、陈一民，基于微机的图形仿真技术的研究，自然杂志，1999年，第20卷第3期，第29页
25．吕秋灵，三维地形可视化及实时显示方法，河海大学学报，2002年，第30卷第4期，第85页
26．李庆、巫影，利用OPENGL技术实现科学计算可视化，武汉理工大学学报，2002年，第24卷第3期
27．钟云海、汪孝通，地形环境的视点相关模型构造及仿真，2002年，第19卷第1期，第50页
28．霍家道、孙尧，三角形网格地形数据及其OPENGL显示，应用科技，2001年，第28卷第5期，第26页
29．李颖、薛海斌、朱伯立，OpenGL技术应用实例精粹，国防工业出版社，2001年
30．费广正、乔林，Visual C++6.0高级编程技术OpenGL篇，中国铁道出版社，2000年
31．李现勇，Visual C++串口技术与工程实践，人民邮电出版社，2002年
32．杨晓鹏、宗明，Visual C++7.0实用编程技术，中国水利水电出版社，2002年
33．刘长明、杨工明，Visual C++实践与提高，中国铁道出版社，2001年
34．侯俊杰，深入浅出MFC(第二版)，华中科技大学出版社，2001年
35．江早、王洪成，OpenGL BV／BC图形编程，科学出版社，2001年
36．胡哲源，Visual C++—MFC程序设计与剖析，清华大学出版社，2001年
37．吴斌、毕丽蕴，OpenGL实例与技巧，人民邮电出版社，1999年
38．李自胜，基于OPENGL的WINDOWS字体处理方法研究，2002年，第21卷(第2期)，第10页
39．王华清，基于分布式虚拟现实技术的飞行仿真系统研究，南京航空航天大学硕士学位论文，2002年
40．张圣，电视制导导弹半实物飞行仿真系统中运动目标仿真研究，南京航空航天大学硕士学位论文，2000年
41．吴立峰，飞行器目标特性动态仿真系统的研究，南京航空航天大学硕士学位论文，1999年
42．汤峰，无人机三维动画仿真系统的研究，南京航空航天大学硕士学位论文，2001年
43．蔡世龙，第四代战斗机起动飞行智能控制及半实物分布式仿真平台研究，南京航空航天大硕士学位论文，2002年
44．熊昀，直升机机动飞行科目仿真，南京航空航天大学硕士学位论文，2002年
45．徐胜友，网络虚拟现实技术在飞行仿真可视化系统中的应用研究，南京航空航天大学硕士学位论文，2001年
46．龚少华，基于PC机的新歼飞行仿真视景系统的研究与实现，北京航空航天大学硕士学位论文，2001年
47．孙俊恩，虚拟海面仿真的可视化研究，北京航空航天大学硕士学位论文，2002年
48．罗堃，CAD中的实时导航技术研究，北京航空航天大学硕士学位论文，2002年
2. Jun Z, Shang Shu Yuan, Feng Zhen Sheng, A method of texture mapping with convex-depression effect based on OpenGL, Proceedings of the International Symposium on Test and Measurement, v 2, 2001, p 1157-1159
3. Fu Zhanping, Di Yazhou, Shang Xiliang, Qiu Zhi, Flight course replay and simulation base on OpenGL, IEEE Region 10 Annual International Conference, Proceedings/TENCON, v 3, 2002, p 1757-1760
4. Fan Shiyou, Yang Zuobing, Zhang Wen, Zhu Yuangchang, The Computer Simulation of Radar Indicators Based on OpenGL, Proceedings of the International Symposium on Test and Measurement, v 3, 2003, p 2440-2442
5. Bartz, Dirk, Meissner, Michael, OpenGL-assisted occlusion culling for large polygonal models. Computers and Graphics (Pergamon), v 23, n 5, Oct, 1999, p 667-679
6. Pengyuan, L. Jun, Y. Lianjun, Real-time graphic generation based on OpenGL graphic standard. Proceedings of the International Symposium on Test and Measurement, v 1, 2001, p 513-516
7. Richard S. Wright, Jr.Michael Sweet, OpenGL超级宝典(第二版)，人民邮电出版社，2001年
8. Yang. Li, Web-Based Interactive 3D Visualization for Computer Graphics Education, International Journal of Distance Education Technologies, v.1, n.3, (Jul-Sep, 2003),p.69
9. Bajaj, Chandrajit, Compression-Based 3D Texture Mapping for Real-Time Rendering, Graphical Models, v.62, n.6, (2000), p.391
10. Fu. Zhanping, Di. Yazhou, Shang. Xiliang, Flight course replay and simulation base on OpenGL, IEEE Region 10 Annual International Conference, Proceedings/TENCON, v 3, 2002, p 1757-1760
11. Fan. Shiyou (Department of Optics Engineering, Ordnance Engineering College), Yang.Zuobing, Zhang. Wen, The Computer Simulation of Radar Indicators Based on OpenGL, Proceedings of the International Symposium on Test and Measurement, v 3, 2003, p 2440-2442
12. D.W. Fellner, S. Havemann and G. Müller, Modeling of and navigation in complex 3D documents, Computers & Graphics Volume 22, Issue 6, December 1998, Pages 647-653
13. Chandrajit Bajaj, Insung Ibm and Sanghun Park, Compression-Based 3D Texture Mapping for Real-Time Rendering, Graphical Models Volume 62, Issue 6, November
2000, Pages 391-410
14．陈兵、朱纪洪，基于PC机的无人机仿真系统，系统仿真学报，2002年，第14卷第5期，第614页
15．李柯、商书元，基于面向对象的防空导弹制导系统仿真，计算机工程，2001年，第27卷第10期，第167页
16．尧权，费荣珍，飞行仿真模型库及虚拟样机建模环境的研究，2002年，第14卷，第3期，第357页
17．陆品，应用OPENGL的仿真动画实现和模型建立，机电工程，2002年，第19卷第4期，第1页
18．黄今慧，用OPENGL实现测控可视化仿真模型的研究，计算机仿真，2002年，第19卷第4期，第83页
19．杨双华、王以伦、张立勋，MFC构架下的OPENGL动画技术，应用科技，2001年，第28卷第3期，第32页
20．贺再红、杨鼎强，基于OPENGL双缓存的多媒体动画实现，计算机技术与动画，2001年，第20卷第1期，第34页
21．刘恒、张葛祥，WINDOWS／NT下OPENGL三维图形编程原理及实例，西南工学院学报，2001年，第16卷第3期，第21页
22．薛安、马蔼乃、李天宏，基于OPENGL实现真实感地形表现的研究，中国图象图形学报，2001年第6卷(A版)第8期，第803页
23．姚丽、陈杰，一种基于DEM数据的可视化数字地形绘制，北京理工大学学报，2002年，第22卷第3期，第341页
24．汪地、陈一民，基于微机的图形仿真技术的研究，自然杂志，1999年，第20卷第3期，第29页
25．吕秋灵，三维地形可视化及实时显示方法，河海大学学报，2002年，第30卷第4期，第85页
26．李庆、巫影，利用OPENGL技术实现科学计算可视化，武汉理工大学学报，2002年，第24卷第3期
27．钟云海、汪孝通，地形环境的视点相关模型构造及仿真，2002年，第19卷第1期，第50页
28．霍家道、孙尧，三角形网格地形数据及其OPENGL显示，应用科技，2001年，第28卷第5期，第26页
29．李颖、薛海斌、朱伯立，OpenGL技术应用实例精粹，国防工业出版社，2001年
30．费广正、乔林，Visual C++6.0高级编程技术OpenGL篇，中国铁道出版社，2000年
31．李现勇，Visual C++串口技术与工程实践，人民邮电出版社，2002年
32．杨晓鹏、宗明，Visual C++7.0实用编程技术，中国水利水电出版社，2002年
33．刘长明、杨工明，Visual C++实践与提高，中国铁道出版社，2001年
34．侯俊杰，深入浅出MFC(第二版)，华中科技大学出版社，2001年
35．江早、王洪成，OpenGL BV／BC图形编程，科学出版社，2001年
36．胡哲源，Visual C++—MFC程序设计与剖析，清华大学出版社，2001年
37．吴斌、毕丽蕴，OpenGL实例与技巧，人民邮电出版社，1999年
38．李自胜，基于OPENGL的WINDOWS字体处理方法研究，2002年，第21卷(第2期)，第10页
39．王华清，基于分布式虚拟现实技术的飞行仿真系统研究，南京航空航天大学硕士学位论文，2002年
40．张圣，电视制导导弹半实物飞行仿真系统中运动目标仿真研究，南京航空航天大学硕士学位论文，2000年
41．吴立峰，飞行器目标特性动态仿真系统的研究，南京航空航天大学硕士学位论文，1999年
42．汤峰，无人机三维动画仿真系统的研究，南京航空航天大学硕士学位论文，2001年
43．蔡世龙，第四代战斗机起动飞行智能控制及半实物分布式仿真平台研究，南京航空航天大硕士学位论文，2002年
44．熊昀，直升机机动飞行科目仿真，南京航空航天大学硕士学位论文，2002年
45．徐胜友，网络虚拟现实技术在飞行仿真可视化系统中的应用研究，南京航空航天大学硕士学位论文，2001年
46．龚少华，基于PC机的新歼飞行仿真视景系统的研究与实现，北京航空航天大学硕士学位论文，2001年
47．孙俊恩，虚拟海面仿真的可视化研究，北京航空航天大学硕士学位论文，2002年
48．罗堃，CAD中的实时导航技术研究，北京航空航天大学硕士学位论文，2002年
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