基於網絡和虛擬多媒體技術的海戰平台視景實現
學術研究
作者：羅澤峰 單廣超
摘 要：有效構建具有多媒體動畫和聲音功效的海戰視景仿真平台，建立虛擬現實的海戰對抗環境。隨著信息化條件下戰爭的需要，實現物聯網網絡聯機下的多媒體虛擬海戰視景仿真平台構建，具有節約演練經費，研究武器性能的重要意義。采用Creator及Vega Prime軟件實現海戰場視景環境和作戰兵器的建模，實現艦船及尾流的視景仿真，實現三維虛擬海洋戰場環境指從海底到海空的整體海洋環境。基於TCP/IP協議和C/S模型構建網絡傳輸係統，實現了遠程的控製和數據傳輸。設計和測試效果表明，構建的海戰場多媒體效果極佳，實現和海、空、天、艦船以及攻擊武器動畫和聲音的有機統一，網絡測試效果也展現了良好穩定的聯機傳輸和遠程控製的性能。視景仿真平台的進一步開發將具有很大的應用前景。
關鍵詞：網絡；多媒體；海戰；視景仿真
中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2015）03-00-02
0 引 言
隨著軍事訓練要求的不斷加強，以及現代化武器裝備的列裝，高科技信息化條件下，進行一場全方位的演練演習具有很大的必要性，但耗費也必然巨大，軍事訓練成本隨之在大大增加[1，2]。為滿足高科技新裝備條件下軍事訓練和模擬作戰的需求，建立一個虛擬環境下的海戰模擬平台，海戰是聲、光、景等並現的全真模擬場景，海戰視景仿真平台的搭建，必將離不開多媒體技術和計算機網絡技術的綜合和應用，結合虛擬視景仿真技術，構建多媒體應用場景，搭建計算機網絡平台，實現遠程通信和控製，以及戰場信息的實時傳輸，成為本係統設計的關鍵環節和基礎[3]，在開展武器裝備試驗和戰術演練中具有重要意義。
對此，本文旨在完整建立一個基於物聯網技術和虛擬多媒體技術的海戰平台，並實現戰場的構建和武器對抗的視景仿真。采用Creator及Vega Prime軟件實現海戰場視景環境和作戰兵器的建模，實現艦船及尾流的視景仿真，研究成果將應用在軍事訓練模擬和視景仿真中，具有較高的實用效果。
1 虛擬海戰場多媒體環境構建及框架設計
1.1 虛擬海戰場多媒體環境構建
本文的三維虛擬海洋戰場環境指從海底到海空的整體海洋環境。應該包含三維虛擬海洋（海底、海麵）、氣象環境（雨、雪、霧等）、虛擬天空（雲、風、太陽等）、三維實體模型（軍艦、來襲武器、拖曳體等）和聲音（海水聲、風聲、以及各種模型的運動聲音效果等）。實現海洋戰場環境三維虛擬海洋的首要任務是完成三維實體建模和模擬三維虛擬海洋，三維虛擬海洋包括海底地形和海麵的構造，海底地形是指海底或河床的一部分，其地勢起伏可測或具有明顯的地形輪廓[4]。海麵的構造主要包括海麵的波浪、海風生成的浪花、泡沫、飄浮物等動態效果[5]。在此基礎上才能更好地構造其他環境模型。這一切，構成了整個海戰視景仿真平台的多媒體效果的基礎。虛擬海戰場多媒體環境構建。
1.2 虛擬多媒體技術框架設計
本文中采用了Vega Prime軟件進行虛擬多媒體的視景仿真的設計和模型構建，本節介紹如何進行框架的設計和構造，這一部分的設計步驟包括如下：首先進行虛擬多媒體模型的預處理，包括了界麵的設計和程序代碼的編寫和設計。在本階段，要進行模型的建立，軟件使用Multigen Creator，建立海戰場景下的各種模型，並生成大地、海、空、天等場景；第二步是圖形界麵的設計，其中包括了環境設置，初始位置的設置，模型設置等，以及爆炸、碰撞、煙霧、轟鳴等特效設計都要包括在其中；第三步是程序的設計編寫，它是完成整個虛擬多媒體技術實現的關鍵和難點，通過代碼的編寫，為用戶提供其所需要看到的視覺和聽覺上的多媒體場景效果。並通過它調用庫函數生成模型庫，還可以通過編寫程序實現對多媒體場景的控製。整個場景收到仿真數據的作用而進行驅動和視景仿真。要實現很好的實戰效果，這其中又包括了驅動程序的算法的實現，數據的實時處理，引信爆炸及碰撞的檢測和作用、場景的切換和控製等。整個海戰場虛擬多媒體視景環境的構建框圖。