1、隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展，多通道三維視景實(shí)時(shí)生成技術(shù)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到航天、軍事、通信、醫(yī)療、教育、娛樂、圖形、建筑和商業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域。由于三維視景實(shí)時(shí)生成的計(jì)算量和渲染量很大，對(duì)硬件的要求很高，大多數(shù)實(shí)用的多通道實(shí)時(shí)三維視景生成系統(tǒng)都是使用專用硬件，成本高，推廣困難。為了降低成本，使得多通道實(shí)時(shí)三維視景生成系統(tǒng)可以更好地推廣到各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，迫切需要研究一種使用低成本硬件平臺(tái)的多通道三維視景實(shí)時(shí)生成技術(shù)，在這種背景下，隨著硬件技術(shù)的發(fā)展

2、，基于多微機(jī)分布協(xié)同技術(shù)的多通道三維視景實(shí)時(shí)生成技術(shù)逐漸成為當(dāng)前人們研究的重點(diǎn)。由于多通道三維視景實(shí)時(shí)生成在許多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，將其由專用硬件平臺(tái)向通用微機(jī)平臺(tái)發(fā)展具有十分重要的實(shí)用意義。 本文首先構(gòu)建了一個(gè)多機(jī)分布協(xié)同的三維視景實(shí)時(shí)生成系統(tǒng)平臺(tái)，并解決了多機(jī)分布協(xié)同實(shí)時(shí)三維渲染同步的技術(shù)難題。 在此基礎(chǔ)上，本文結(jié)合作者參與的兩個(gè)重大項(xiàng)目：360度機(jī)場(chǎng)塔臺(tái)視景模擬機(jī)和全國(guó)空中態(tài)勢(shì)實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)，重點(diǎn)研究了多機(jī)分布協(xié)同三

3、維視景實(shí)時(shí)生成技術(shù)在虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)以及高分辨率大屏幕顯示系統(tǒng)中的應(yīng)用。 360度機(jī)場(chǎng)塔臺(tái)視景模擬機(jī)是虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)VROTS（virtual Realitv Operation Training Simulator，虛擬現(xiàn)實(shí)操作訓(xùn)練仿真器）在民航和軍航空中交通管制指揮中的應(yīng)用，本文對(duì)空中交通管制仿真系統(tǒng)中得關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，重點(diǎn)研究了此類仿真系統(tǒng)得仿真模型，為今后VROTS在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用探索出了一條可行的道路，具有一定的理

4、論和實(shí)際意義。 全國(guó)空中態(tài)勢(shì)實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)是我軍整體監(jiān)視我國(guó)領(lǐng)空的迫切需要，本文對(duì)其中的關(guān)鍵技術(shù)，包括巨量紋理的三維大地形實(shí)時(shí)漫游技術(shù)進(jìn)行了深入研究，并在我軍全國(guó)空管指揮中心具體實(shí)現(xiàn)，投入戰(zhàn)備值班。本文的研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)主要包括： ● 基于多機(jī)分布協(xié)同技術(shù)的三維視景實(shí)時(shí)生成系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) 基于多機(jī)分布協(xié)同技術(shù)的三維視景實(shí)時(shí)生成系統(tǒng)通常是由多臺(tái)微機(jī)構(gòu)成的，整個(gè)系統(tǒng)是以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)進(jìn)行構(gòu)架的，多臺(tái)微機(jī)之間通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息

5、的交換，對(duì)網(wǎng)絡(luò)在功能和性能上有很高的要求：如具備較好的實(shí)時(shí)性，可以實(shí)時(shí)的收發(fā)數(shù)據(jù)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的處理與響應(yīng)；能夠較為迅速地發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接地各種異常，并對(duì)各種異常作出實(shí)時(shí)處理，使網(wǎng)絡(luò)異常對(duì)整個(gè)系統(tǒng)地影響降到最低；本文建立了一個(gè)基于C/S風(fēng)格的基于多機(jī)分布協(xié)同技術(shù)的三維視景實(shí)時(shí)生成系統(tǒng)的軟件體系結(jié)構(gòu)，并重點(diǎn)對(duì)支撐此結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)框架進(jìn)行了介紹。 ● 多機(jī)分布協(xié)同實(shí)時(shí)渲染環(huán)境下的多機(jī)同步 多微機(jī)協(xié)同實(shí)時(shí)三維渲染的主要技術(shù)

6、難點(diǎn)是：多臺(tái)計(jì)算機(jī)之間的精確同步渲染的問題，以保證三維運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跨越多機(jī)多屏的平滑運(yùn)行。本文從渲染空間的同步，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的同步和幀同步三個(gè)層次對(duì)多機(jī)渲染同步的問題進(jìn)行分析。在解決幀同步問題的過程中，提出了一種結(jié)合抖動(dòng)處理以及運(yùn)動(dòng)目標(biāo)預(yù)測(cè)的改進(jìn)桶同步算法解決了多微機(jī)渲染的同步以及三維運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跨越多機(jī)多屏的平滑顯示等難題。 ● 空中交通管制仿真系統(tǒng)中的仿真模型 仿真模型的好壞是一個(gè)仿真系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵。在進(jìn)行仿真建模時(shí)，我們針對(duì)

7、空中交通管制仿真系統(tǒng)的特點(diǎn)，提出分層仿真建模，把仿真模型分成命令解析層以及運(yùn)動(dòng)核心層。在命令解析層提出并實(shí)現(xiàn)了基于原語(yǔ)的語(yǔ)義描述方法，構(gòu)造了一個(gè)用于空中交通管制命令的完備原語(yǔ)集，這個(gè)原語(yǔ)集使得所有的空中管制中的命令模型都可以用原語(yǔ)集的序列描述，從而保證了空中交通管制仿真系統(tǒng)的高擴(kuò)充性；在運(yùn)動(dòng)核心層使用了實(shí)時(shí)面向?qū)ο蠼＃≧eal-time Object Oriented Modeling，ROOM）語(yǔ)言和方法，這種方法以自動(dòng)機(jī)（Stat

8、e Machine）作為基礎(chǔ)模型，非常適合于ATC仿真系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)核心構(gòu)造。 ● 大空域內(nèi)飛機(jī)運(yùn)動(dòng)建模 本文提出了一種大空域運(yùn)動(dòng)建模的方法，利用三維地理坐標(biāo)系以及以運(yùn)動(dòng)目標(biāo)質(zhì)點(diǎn)為中心的運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系，在每一個(gè)計(jì)算周期進(jìn)行地圖投影映射，考慮了飛機(jī)飛行的保角航線以及大圓航線模型，保證了每一步計(jì)算的精確，從而克服了傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)建模的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)精確的大空域運(yùn)動(dòng)建模。 ● 巨量紋理的三維大地形實(shí)時(shí)漫游技術(shù) 在低成本的微機(jī)上實(shí)