用于仿真的等高线数据三角优化构网

视景系统是航海模拟器的一个十分重要的部分，航海模拟器要求视景系统可实时连续地显示某一真实港口的三维景像．从海图上采集等高线的DEM数据，然后进行三角优化构网，进而生成该不规则三角网格的层次细节模型，可满足航海模拟器对视景系统的要求．文中在分析了现有剖分算法的基础上，提出了基于点插入法和多边形剖分算法相结合的混合算法，该算法可方便地用于生成基于等高线数据的Delaunay三角剖分．该算法已成功地应用于航海仿真系统的视景建模。     

码头岸壁的凹凸贴图绘制

介绍凹凸贴图的几种方法,详细分析了点乘凹凸贴图,特别是从物体空间到切线空间的变换过程.基于GPU顶点着色及像素着色,应用点乘凹凸贴图绘制码头岸壁,岸壁表面看上去凹凸不平,取得了逼真效果.为基于GPU进行船舶操纵模拟器的开发做了有益尝试.     

航海模拟器中的太阳视运动轨迹的算法

在传统天文学的天体视运动轨迹计算方法的基础上,给出一种在航海模拟器中应用的太阳视运动轨迹的计算方法,并且针对太阳在视运动当中高度变化的特点,提出了一种新的坐标变换方法,以逼真模拟太阳的视运动.     

航海模拟器视景的建模

在简述DWB建模工具结构和功能的基础上,详细介绍航海模拟器视景建模工作的步骤及几种典型物体的建模方法。阐述如何使用纹理、LOD等关键技术来保证所建模型的准确性、真实性和实时性。这些方法和技术在“大型船舶操纵模拟器”项目中应用,取得了令人满意的效果。     

航海模拟器中的视景系统

从航海模拟器对视景系统的基本要求出发,对在选择航海模拟器视景系统的软硬件开发平台时首先要考虑的因素,例如分辨率、更新速率、水平视场角、视景的复杂程度、真实感及图像质量等作了详细分析,提出了具体指标和现阶段一些切实可行的措施,这些指标和措施已成功地应用于“大型船舶操纵模拟器”中,获得国内外同行的一致好评,事实证明这种选择是正确的。     

吊舱推进船舶运动数学模型及其在航海模拟器中的应用

应用MMG分离建模思想,建立配备吊舱推进器的半潜船四自由度运动数学模型,利用回归公式估算POD桨的推力和扭矩,用经验公式估算伴流分数和推力减额.在航海模拟器中,通过硬件信号控制POD桨的转速和旋转角度,并将其传输给船舶运动数学模型模块,采用四阶龙格—库塔法积分求解船舶运动微分方程组,获得实时船舶运动态势,再将其传递给航海模拟器中的其他模块,实现人—机交互.以半潜船“泰安口”为例,建立POD桨的水动力性能数学模型以及半潜船的运动数学模型.与实船海试试验结果比对,不确定度在20％以内,能够满足航海教学培训和工程论证需要.     

船舶操纵模拟器视景系统中视点跟踪的实现

首先对船舶操纵模拟器视点的必要性以及实现方法进行分析，提出了“有限视点跟踪”的概念，通过在视景系统中设置多个彼此独立的视点，相应视点的视景显示通过不同的通道，从而实现船舶操纵模拟器的视点跟踪，这种方法与利用传感器技术的观点跟踪相比较，实现相对容易，而且对视景系统的更新速率不会造成影响。     

光照模型与Creator中的明暗处理

总结了基本光照模型的有关知识，与之相对应分析了Creator建模软件中材质属性各分量的含义，阐述了计算机图形学中有关明暗处理的理论，详细介绍了使用Creator软件进行明暗处理的原理和方法．这些技术在航海模拟器视景建模中得到应用，保证了绘制场景的物理真实性．     

航海动态仿真系统中的CAGD与FBM算法

在研究计算机辅助几何设计和分数布朗运动理论的基础上,提出了基于数据分布的二维乃至高维的模型和算法,从而克服了航海模拟器中动态景物合成的不足,得到了运行可靠的结论.     

计算机图形学中有关VUP矢量的探讨

为正确阐述图形学教材中世界坐标系下确定视坐标系时所采用的VUP矢量的作用及其确切含义,提出初始VUP矢量的概念,并将初始VUP矢量绕n矢量旋转与模拟相机横摇角(roll)的概念联系起来,由此得出任意VUP矢量的计算方法.利用该方法对OpenGL中的gluLookAt函数进行了再封装.在航海模拟器上的实验表明,使用该方法进行场景绘制的结果是准确的.