《數字戰(zhàn)場可視化技術及應用》從戰(zhàn)場可視化基本理論、戰(zhàn)場可視化關鍵技術、戰(zhàn)場可視化典型應用系統(tǒng)三個層次系統(tǒng)地闡述了數字化戰(zhàn)場可視化概述、戰(zhàn)場可視化軟硬件平臺、戰(zhàn)場可視化的圖形學基礎、戰(zhàn)場二維可視化、戰(zhàn)場地形可視化、戰(zhàn)場實體可視化、戰(zhàn)場特效可視化、戰(zhàn)場電磁環(huán)境可視化、航天飛行任務可視化系統(tǒng)等內容,并配合了大量航天飛行場景可視化方面的實例。
《數字戰(zhàn)場可視化技術及應用》是作者多年教學科研和工程開發(fā)經驗積累的基礎上提煉完成的學術成果。《數字戰(zhàn)場可視化技術及應用》可以作為軍隊院校指揮信息系統(tǒng)專業(yè)、軍事航天專業(yè)、仿真專業(yè)的教材,也可以作為相關工程技術人員的參考書。
第1章 數字化戰(zhàn)場可視化概述
1.1 戰(zhàn)場
1.1.1 戰(zhàn)場的物理空間
1.1.2 戰(zhàn)場的組成要素
1.2 數字化戰(zhàn)場及建設
1.2.1 概念
1.2.2 數字化戰(zhàn)場建設的任務
1.2.3 數字化戰(zhàn)場建設的關鍵技術
1.2.4 國內外數字化戰(zhàn)場建設概況
1.3 數字化戰(zhàn)場可視化
1.3.1 概念
1.3.2 系統(tǒng)體系結構
1.3.3 戰(zhàn)場環(huán)境可視化
1.3.4 戰(zhàn)場態(tài)勢可視化
1.3.5 意義及應用領域
1.4 戰(zhàn)場視景仿真
1.4.1 戰(zhàn)場視景仿真相關概念
1.4.2 與戰(zhàn)場可視化間的關系
參考文獻
第2章 戰(zhàn)場可視化軟硬件平臺
2.1 戰(zhàn)場可視化硬件平臺
2.1.1 圖形加速卡
2.1.2 圖形顯示設備
2.2 戰(zhàn)場可視化軟件平臺
2.2.1 圖形繪制API
2.2.2 戰(zhàn)場可視化系統(tǒng)開發(fā)引擎
2.2.3 戰(zhàn)場可視化軟件平臺
2.3 戰(zhàn)場可視化系統(tǒng)典型運行環(huán)境
2.3.1 硬件環(huán)境
2.3.2 軟件使用環(huán)境
參考文獻
第3章 戰(zhàn)場可視化的圖形學基礎
3.1 坐標系、矢量與矩陣
3.2 二維圖形生成與變換
3.2.1 二維圖形生成
3.2.2 二維圖形幾何變換
3.3 圖形繪制流水線
3.3.1 流水線體系結構
3.3.2 應用程序階段
3.3.3 幾何階段
3.3.4 光柵化階段
3.3.5 DirectX中的繪制流水線
3.3.6 可編程著色器
3.3.7 流水線優(yōu)化
3.4 三維圖形變換與坐標系變換
3.4.1 幾何變換
3.4.2 0penGL中的幾何變換
3.4.3 0penGL中的觀察變換
3.4.4投影變換
3.4.5 Camera類的設計
3.5 空間數據結構
3.5.1 包圍體層次
3.5.2 場景圖
3.5.3 基于繪制狀態(tài)的場景管理
3.5.4 空間二分樹
3.5.5 八叉樹
3.6 層次細節(jié)技術
3.6.1 LOD的生成
3.6.2 LOD的選取
3.6.3 LOD的切換
參考文獻
第4章 戰(zhàn)場二維可視化
4.1 地圖及其軍事應用
4.1.1 地圖的定義及特點
4.1.2 地圖的軍事應用
……
第5章 戰(zhàn)場地形可視化
第6章 戰(zhàn)場實體可視化
第7章 戰(zhàn)場特效可視化
第8章 戰(zhàn)場電磁環(huán)境可視化
第9章 航天飛行可視化系統(tǒng)
(4)戰(zhàn)場聲、光、煙火等特效要素是否應包括在戰(zhàn)場環(huán)境中。這類要素是戰(zhàn)場上實體動作或實體間交互產生的效果,根據上述分析,同樣應當將其獨立出來,與武器裝備一起納入到戰(zhàn)場態(tài)勢的研究內容中。在戰(zhàn)術對抗模擬中,這類要素對增加虛擬戰(zhàn)場的逼真度和沉浸感具有重要影響。綜合上述分析,可給戰(zhàn)場環(huán)境下一個較完整的定義:戰(zhàn)場環(huán)境,是指占據戰(zhàn)場空間的、對作戰(zhàn)行動有制約和影響作用的客觀要素。通常包括戰(zhàn)場自然地理環(huán)境、戰(zhàn)場人文社會環(huán)境、戰(zhàn)場氣象環(huán)境、戰(zhàn)場電磁環(huán)境、戰(zhàn)場核生化環(huán)境等要素。而且,隨著新概念武器的作戰(zhàn)使用,戰(zhàn)場環(huán)境的外延還將進一步擴大,如戰(zhàn)場網絡環(huán)境將可能成為戰(zhàn)場環(huán)境的一個重要組成內容。
2.戰(zhàn)場態(tài)勢戰(zhàn)場態(tài)勢,亦稱作戰(zhàn)態(tài)勢,指交戰(zhàn)敵、我、友各方部隊部署和行動的狀態(tài),它隨著戰(zhàn)爭的不同形式或不同推進階段而動態(tài)變化。戰(zhàn)場態(tài)勢是戰(zhàn)場組成要素中最重要的內容,指揮員對戰(zhàn)場態(tài)勢信息的快速獲取、準確判斷、科學處置并定下作戰(zhàn)決心,直接決定戰(zhàn)爭的勝負。
戰(zhàn)場態(tài)勢的描述具體包括交戰(zhàn)各方的部隊和武器裝備等實體的部署、實體的行動以及實體間的交互等內容,往往需要地理環(huán)境要素(如紙質地圖、二三維電子地圖)的支持。在軍事指揮信息系統(tǒng)中,通常將戰(zhàn)場態(tài)勢要素作為單獨的分量(圖層)動態(tài)疊加到戰(zhàn)場環(huán)境要素上進行表示。
3.戰(zhàn)場組成要素間的關系戰(zhàn)爭中,戰(zhàn)場環(huán)境和戰(zhàn)場態(tài)勢兩類戰(zhàn)場組成要素之間及其內部各要素間具有相互依存、相互影響的關系,如圖1-1所示。
(1)戰(zhàn)場環(huán)境與戰(zhàn)場態(tài)勢間。任何作戰(zhàn)都在一定的戰(zhàn)場環(huán)境中展開,戰(zhàn)場環(huán)境是敵我雙方一切軍事行動的依托和共同基礎,制約和影響著戰(zhàn)場態(tài)勢的變化發(fā)展;相反,戰(zhàn)場態(tài)勢變化也在一定程度上改變著戰(zhàn)場環(huán)境,如雷達裝備的部署將改變戰(zhàn)場的電磁環(huán)境。