分布式汽車駕駛模擬器視景中實時特效的研究與應用.pdf

1、分布式汽車駕駛模擬器是將分布式虛擬現(xiàn)實技術與汽車駕駛模擬器相結合的一種應用,是近幾年研究的一個熱門課題。視景仿真系統(tǒng)是駕駛模擬器的重要組成部分,它應用了先進的三維建模技術、視景仿真技術、圖形學技術和虛擬現(xiàn)實技術,從而大大地提高了視景仿真的效果。其中,實時特效技術的研究尤其是自然現(xiàn)象的仿真對駕駛模擬器的培訓效果起著非常重要的作用。由于自然現(xiàn)象本身存在復雜的物理背景和明顯的隨機特征,因此,目前對自然現(xiàn)象的仿真研究仍然存在許多亟待解決的問題,

2、尤其表現(xiàn)在實時模擬方面。隨著可編程圖形處理器(GPU)的發(fā)展,自然現(xiàn)象的仿真將進入一個嶄新的階段。
　　本論文在介紹汽車駕駛模擬器及自然現(xiàn)象的國內外研究現(xiàn)狀的基礎上,闡述了自然現(xiàn)象視景仿真對駕駛模擬器研究的意義。結合相關課題作為研究背景,選用三維建模軟件3D Studio MAX和三維開源引擎OpenSceneGraph(OSG)作為駕駛模擬器開發(fā)平臺。介紹了可編程硬件和著色語言的應用,尤其是OpenGL著色語言(GLSL)的選擇

3、,以及OSG相關技術。然后對采用粒子系統(tǒng),紋理映射,模板緩存,多通道等方法實現(xiàn)的特效進行了系統(tǒng)的研究,并將其成功地移植到分布式汽車駕駛模擬器場景中,實現(xiàn)了實時交互式可編輯的特效模塊。
　　本文研究了分布式駕駛模擬器視景中實時特效技術的各個環(huán)節(jié),論文的主要工作與創(chuàng)新點如下:(1)基于GPU加速的粒子系統(tǒng)實現(xiàn)的降水特效,用動態(tài)貼圖技術實現(xiàn)的積雪效果,以及引入各種優(yōu)化策略。最終實現(xiàn)可編輯的效果包括實時更改粒子的紋理,粒子的大小,粒子的速