● 摘要
随着计算机技术、网络技术的发展，基于战场仿真的作战模拟形式逐步取代了传统的经验数学模型的作战模拟方式以及实战演习，被喻为“实验室中的战争”而倍受各国关注。虚拟电子沙盘系统的实现，可以为各级作战指挥提供一个三维的、动态的、可交互的作战模拟地形环境，提高军事指挥自动化的水平，实现军事决策的科学化、可视化和远程化。虚拟电子沙盘自然的人机交互与真实感地形展示是建立作战模拟可视化系统的关键。人机交互是研究人、计算机以及它们间相互影响的技术，是人与计算机之间传递、交换信息的媒介和对话接口，是计算机系统的重要组成部分。人机交互的发展历史，是从人适应计算机到计算机不断地适应人的发展史。随着人类对自动化需求的不断提高，传统的人机交互方式如窗口、图标、鼠标、指针(WIMP)已经无法完全满足人们的需求。自然、高效、无障碍的人机交互技术必将是计算机技术发展的一个重点，新型人机交互方式必将逐步取代传统的人机交互方式。随着地形精度的不断提高，大规模三维地形可视化所需调度的数据量变得异常庞大，内存和图形存储无法一次调入，需要利用访问速度较慢的存储介质。在单机环境要考虑数据从硬盘到内存交换的速度瓶颈，在网络环境下要考虑网络的带宽瓶颈，这两种数据调度的速度很慢，已成为大规模场景实时绘制的一个瓶颈。本文面向大规模地形电子沙盘的应用需求，在新型人机交互技术、地形数据组织与动态调度技术、地形简化和多细节表达技术等方法面进行了深入研究和相应的改进。在人机交互方面，本文通过对现有WIMP人机交互系统的升级改造，实现了具有触控式功能且支持多点输入、成本低廉的新型人机交互方式，此种人机交互技术与现有的应用软件有较好的兼容性，大部分应用软件只需要经过简单的修改或不需要修改即可以使用新型的触控式技术进行交互。在大规模地形可视化方面，本课题运用地形数据分块机制和数据预加载缓存机制设计一个高效率的大规模地形动态调度算法，采取利用空间换时间的策略，最大限度地消除内外存数据交换瓶颈的影响。同时以多分辨率模型为基础，简化地形数据结构，进一步提高了三维地形显示的流畅性和真实感。