轻量级分布交互式海洋战场仿真

发布时间：2021-09-06 07:29

　　针对虚拟战场仿真系统运行环境安装与配置复杂的问题,提出了一种轻量级分布交互式虚拟海战场仿真框架。首先,分析了WebGL、WebSocket等新一代互联网技术。接着,采用Blender工具对3D模型进行轻量化处理并存储到Web服务器中。然后,在客户端采用Ajax技术对Web服务器执行异步调用的方式加载3D模型对象,实现局部更新,且整个虚拟海战场渲染是通过Three. js引擎完成的。最后,采用全双工通信机制的WebSocket协议实现分布式交互操作。结果表明,采用该框架构建的虚拟海洋战场渲染速度快,逼真度高,沉浸感强。 

【文章来源】：系统仿真技术. 2020,16(03)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

飞船3D模型

在系统分析了Web GL、Web Socket等新一代互联网技术基础上，综合应用这些技术，设计了如图2所示的基于B/S模式的海洋战场仿真框架。该框架由三大部分组成：客户端Browser、Web服务器和j Web Socket服务器（图2）。为了提高性能，Web服务器与j Web Socket服务器在两台物理主机上分别进行部署。虚拟海洋战场所需的3D模型文件均存储在Web服务器中。客户端通过Ajax对Web服务器执行异步调用的方式加载3D模型对象。客户端的Web Worker负责优化Web服务器与客户端之间的实时通信，Three.js引擎负责渲染虚拟场景，j Web Socket客户端负责与其服务器端实时通信，Web Browser负责显示虚拟场景和提供交互界面。当任意客户端向j Web Socket服务器发送某条操作命令，其他客户端可以实时接收到来自j Web Socket服务器主动推送的该条命令，并根据命令作出响应，必要时更新局部或整个虚拟场景。

本文实验硬件平台配置为：CPU为Intel(R)Core(TM)i7CPU/870@2.93 GHz，内存为DRRII800/8 GB，显卡为NVIDA Ge Force GTX 260/1024 MB，硬盘为1T/7200 16 M;Three.js引擎版本为r92。为验证本文方法的跨平台性，分别选取了两款主流的Linux和Windows网络操作系统，详细情况如表2所示。由表2可知，在Three.js引擎版本相同情况下，虚拟海洋战场在两种平台中均可以达到实时性，由于Linux和Apache的高效性，部署在Cent OS平台下具有更高的帧率。图3为真实的海上军演照片，图4为本文实现的虚拟海洋战场，可见海洋战场仿真拥有较高的逼真度。3 结语

【参考文献】：
期刊论文
[1]场景交互下动态环境设计系统研究[J]. 王茜,曾健友.  现代电子技术. 2018(13)
[2]基于Unity3D的海战场三维态势实时显示系统设计与实现[J]. 江波,程健庆,朱伟.  指挥控制与仿真. 2018(02)
[3]基于Web浏览器的远程容器登录系统设计[J]. 陈霄,郭志川,孙鹏,朱小勇.  网络新媒体技术. 2017(06)
[4]虚拟海战场中的实时碰撞检测方法[J]. 谢云开,李航,田君良.  科学技术与工程. 2017(20)
[5]虚拟视景系统在制导武器中应用研究[J]. 骆强,梁超,吕鸿鹏,孙卫平,宋哲,张西京,任勐,武江鹏.  兵器装备工程学报. 2017(05)
[6]JQuery Ajax异步处理JSON数据实现气象图片的显示[J]. 郭庆燕,张敏,杨贤栋.  计算机应用与软件. 2016(06)
[7]基于WebSocket的Web实时通信系统[J]. 叶忠文,黄鹏,施金金.  火力与指挥控制. 2014(S1)
[8]基于HTML5与WebGL的机器人3D环境下的运动学仿真[J]. Alexey Demin,代沅兴,李新,王宛山.  东北大学学报(自然科学版). 2014(04)

硕士论文
[1]虚拟战场场景仿真的设计与实现[D]. 戴伟.南京理工大学 2013



本文编号：3387030