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第1章 数字化战场可视化概述1

1.1 战场1

1.1.1 战场的物理空间1

1.1.2 战场的组成要素2

1.2 数字化战场及建设5

1.2.1 概念5

1.2.2 数字化战场建设的任务6

1.2.3 数字化战场建设的关键技术9

1.2.4 国内外数字化战场建设概况9

1.3 数字化战场可视化10

1.3.1 概念10

1.3.2 系统体系结构12

1.3.3 战场环境可视化12

1.3.4 战场态势可视化14

1.3.5 意义及应用领域17

1.4 战场视景仿真18

1.4.1 战场视景仿真相关概念18

1.4.2 与战场可视化间的关系21

参考文献22

第2章 战场可视化软硬件平台23

2.1 战场可视化硬件平台23

2.1.1 图形加速卡23

2.1.2 图形显示设备28

2.2 战场可视化软件平台39

2.2.1 图形绘制API39

2.2.2 战场可视化系统开发引擎42

2.2.3 战场可视化软件平台44

2.3 战场可视化系统典型运行环境48

2.3.1 硬件环境49

2.3.2 软件使用环境50

参考文献52

第3章 战场可视化的图形学基础53

3.1 坐标系、矢量与矩阵53

3.2 二维图形生成与变换56

3.2.1 二维图形生成56

3.2.2 二维图形几何变换58

3.3 图形绘制流水线59

3.3.1 流水线体系结构59

3.3.2 应用程序阶段60

3.3.3 几何阶段63

3.3.4 光栅化阶段68

3.3.5 DirectX中的绘制流水线69

3.3.6 可编程着色器71

3.3.7 流水线优化74

3.4 三维图形变换与坐标系变换76

3.4.1 几何变换76

3.4.2 OpenGL中的几何变换77

3.4.3 OpenGL中的观察变换79

3.4.4 投影变换80

3.4.5 Camera类的设计83

3.5 空间数据结构84

3.5.1 包围体层次85

3.5.2 场景图85

3.5.3 基于绘制状态的场景管理86

3.5.4 空间二分树87

3.5.5 八叉树89

3.6 层次细节技术89

3.6.1 LOD的生成90

3.6.2 LOD的选取90

3.6.3 LOD的切换91

参考文献92

第4章 战场二维可视化93

4.1 地图及其军事应用93

4.1.1 地图的定义及特点93

4.1.2 地图的军事应用96

4.2 战场二维态势99

4.2.1 电子地图100

4.2.2 作战标图104

4.2.3 军标系统107

4.2.4 军事航天军标109

4.3 二维可视化数据模型110

4.3.1 矢量数据模型110

4.3.2 栅格数据模型112

4.3.3 矢量栅格一体化结构113

4.4 二维可视化算法114

4.4.1 地图符号化方法概述114

4.4.2 点状符号库系统设计116

4.4.3 线状符号绘制方法123

4.4.4 面状符号绘制方法129

参考文献131

第5章 战场地形可视化132

5.1 地形模型132

5.1.1 数字地形的表达132

5.1.2 数字地面模型132

5.1.3 数字高程模型基本概念133

5.1.4 数字高程模型的表达方法135

5.2 地形模拟技术142

5.2.1 地形模拟技术概述142

5.2.2 断层构造技术143

5.2.3 粒子沉积技术145

5.2.4 Diamond-Square算法145

5.3 地形绘制技术148

5.3.1 传统地形可视化方法148

5.3.2 地形可视化方法分类149

5.3.3 基于等高线的地形绘制技术150

5.3.4 基于RSG的地形直接绘制技术151

5.3.5 地形绘制的semi-CLOD算法157

5.4 地形实时连续绘制方法162

5.4.1 地形实时连续层次细节模型概述162

5.4.2 高度场的实时连续层次细节绘制166

5.4.3 实时最优自适应网格174

5.4.4 Chunked LOD算法183

参考文献186

第6章 战场实体可视化189

6.1 战场实体189

6.1.1 地球战场实体189

6.1.2 空间战场实体190

6.2 战场实体建模技术195

6.2.1 几何建模195

6.2.2 行为建模213

6.3 战场实体可视化的增强真实感技术218

6.3.1 实体模型简化技术219

6.3.2 光照明模型与明暗效应处理220

6.4 碰撞检测技术221

6.4.1 AABB包围盒222

6.4.2 包围球223

6.5 网络环境下战场实体的可视化技术223

6.5.1 网络三维可视化技术223

6.5.2 三维实体模型的VRML表示227

6.5.3 部分试验及应用成果228

参考文献229

第7章 战场特效可视化231

7.1 战场特效可视化基本方法231

7.1.1 概述231

7.1.2 战场特效技术比较237

7.2 粒子系统技术的原理238

7.2.1 粒子系统的数学描述238

7.2.2 粒子系统的实现步骤240

7.3 战场自然环境特效的粒子系统240

7.3.1 云的粒子系统240

7.3.2 雨雪效果的粒子系统241

7.4 战争场景特效的粒子系统242

7.4.1 爆炸特效的粒子系统243

7.4.2 火焰特效的粒子系统243

7.4.3 烟雾特效的粒子系统244

7.4.4 通信链路特效的粒子系统246

参考文献248

第8章 战场电磁环境可视化250

8.1 战场电磁环境概述250

8.1.1 电磁场与电磁波250

8.1.2 战场电磁环境251

8.1.3 战场电磁环境的复杂性252

8.1.4 战场电磁环境的建设253

8.1.5 战场电磁环境的利用254

8.2 战场电磁环境可视化的研究途径255

8.2.1 研究现状256

8.2.2 研究思路257

8.3 战场电磁环境可视化技术259

8.3.1 可视化的研究目标259

8.3.2 可视化的表现要素259

8.3.3 可视化的表现形式260

8.3.4 可视化的技术手段261

8.4 战场电磁环境建模仿真263

8.4.1 战场电磁环境仿真264

8.4.2 电磁侦察数据的获取266

8.4.3 自然环境对电磁环境的影响266

8.4.4 战场辐射源信息显示267

8.4.5 电子战模拟应用269

8.5 基于GIS的战场电磁环境可视化研究271

8.5.1 关键技术点271

8.5.2 电磁环境仿真软件框架272

8.5.3 雷达作用范围可视化272

8.5.4 电磁辐射环境可视化277

参考文献279

第9章 航天飞行可视化系统280

9.1 系统设计280

9.1.1 基于IP网络的分布式存储结构280

9.1.2 系统功能281

9.2 系统关键技术284

9.2.1 多源、多类型空间数据管理284

9.2.2 空间数据层次细节技术290

9.2.3 图形显示技术292

参考文献295