● 摘要
虚拟现实技术是一种综合多种科学技术的计算机领域新技术，广泛应用于军事领域，用于模拟虚拟战场环境，模拟训练，虚拟演习等。对起飞和着舰的严格要求是对舰载机和航母的研究面临的最重要的课题，一直以来受到国内外的广泛关注。利用虚拟现实进行航母上的飞机起飞、降落的仿真，无论是对航母以及其上的飞机的工程设计或是对飞行员的训练都具有非常重要的意义。本论文以舰载机为研究对象，建立一个视景仿真系统，仿真飞机在航母上起飞，降落的过程及其环境。具体内容如下： 首先，从舰载机出发，分析了舰载机在航母上起飞，降落的过程。针对舰载机在航母上起飞，降落较陆基飞机在地面起飞，降落的特殊性，分别分析了甲板滑跃起飞的地面效应和降落时的拦阻动力学。并给出了动力学实现实例。 然后，分析了航母上拦阻系统的工作原理，建立了拦阻索，阻尼器的仿真模型。模型简化的核心是引入了弹簧-质点模型，不但简化了计算，提高了系统实时性，并能逼真的模拟绳索的真实的运动过程。针对航母拦阻降落的过程，设计了仿真过程与各阶段的仿真方法，并用实例分析了仿真结果。 其次，给出了仿真虚拟环境的技术和算法，主要研究了计算机实时渲染海面的方法。根据渲染水体的步骤，首先介绍了投影网格的概念和原理，并针对投影网格算法在特殊情况下的不足，给出了修正方法及其具体实现步骤；接着介绍了利用视点的裁剪技术提高系统的实时性的算法；然后介绍了柏林噪声的概念，生成方法和高度纹理；最后，介绍了实时水面光照渲染技术，以及立方体贴图，菲涅耳效果，局部光照等技术。 最后，介绍了仿真系统的整体结构，并具体介绍了仿真计算模块和视景仿真模块的具体结构。通过实例证明：本论文中提出的算法和技术，能保证飞机在航母上能有效的起飞和降落，并能逼真地仿真起飞和降落的过程。