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第1章　概述1

1.1　系统仿真技术1

1.1.1 系统仿真的概念1

1.1.2　计算机仿真系统2

1.1.3 系统仿真的分类3

1.1.4　现代仿真的发展5

1.1.5 系统仿真的应用6

1.2　虚拟现实技术8

1.2.1　虚拟现实的概念8

1.2.2　虚拟现实系统9

1.2.3　虚拟现实的分类11

1.2.4 虚拟现实系统中的关键技术12

1.2.5　虚拟现实的应用13

1.3　虚拟仿真技术14

1.3.1　虚拟仿真的概念14

1.3.2　虚拟仿真系统16

1.3.3　虚拟仿真的应用16

1.4　虚拟仿真训练系统17

1.4.1 仿真训练系统17

1.4.2　虚拟仿真训练系统的概念17

1.4.3　虚拟仿真训练系统的特征19

1.4.4　虚拟仿真训练系统的技术优势19

1.4.5　虚拟仿真训练系统的应用类型20

1.4.6　虚拟仿真训练系统的军事应用23

第2章　虚拟仿真训练系统开发25

2.1　系统设计依据与原则25

2.1.1 实用性25

2.1.2　先进性26

2.1.3 系统性27

2.1.4　标准化27

2.1.5 可靠性27

2.1.6　可维护性27

2.1.7　开放性28

2.2　系统开发过程28

2.2.1　软件生存周期模型28

2.2.2　统一软件开发过程30

2.2.3　虚拟仿真训练系统开发过程33

2.3　系统开发内容及工具选择41

2.3.1 系统仿真引擎及工具选择41

2.3.2　虚拟场景建模及工具选择43

2.3.3　虚拟场景管理及工具选择44

2.3.4　分布式仿真及工具选择45

2.3.5　工具的集成应用45

2.4　系统开发的组织管理与实施46

2.4.1　软件项目管理概述46

2.4.2　虚拟仿真训练系统组织管理与实施48

2.4.3 虚拟仿真训练系统质量控制53

第3章　系统仿真技术与工具58

3.1　系统仿真过程58

3.1.1 系统仿真实施过程58

3.1.2　计算机实现步骤60

3.2　系统仿真建模61

3.2.1 系统数学建模61

3.2.2 系统仿真建模63

3.2.3　仿真建模的发展65

3.3　系统仿真软件66

3.3.1　仿真软件概述66

3.3.2　动态系统仿真软件68

3.3.3 电子电路仿真软件70

3.3.4　有限元分析与通用工程仿真软件72

3.3.5 动力学系统仿真软件73

3.3.6　其他专业仿真工具74

3.4　系统仿真开发实例75

3.4.1 通用仿真平台的设计开发实例76

3.4.2 专用仿真平台的设计开发实例80

第4章　视景仿真技术基础83

4.1　三维图形简介83

4.2　图形变换技术84

4.2.1 坐标系及其转换84

4.2.2 图形变换84

4.3　几何造型技术85

4.3.1 三维模型类型85

4.3.2 曲线、曲面造型86

4.3.3 实体的表示模型87

4.3.4　求交分类89

4.3.5　非传统造型技术89

4.4　真实感图形技术90

4.4.1 消隐技术90

4.4.2　颜色模型92

4.4.3　光照明模型93

4.4.4　纹理映射技术97

4.5　真实感图形的实时绘制技术98

4.5.1 层次细节显示和简化99

4.5.2　基于图像的绘制技术100

4.5.3 实时消隐技术101

4.6　人机交互技术101

4.7　动画生成技术102

4.7.1 二维动画和三维动画102

4.7.2 关键帧动画和算法动画103

4.7.3　计算机动画与视景仿真105

4.8　三维图形应用程序接口106

4.8.1　概述106

4.8.2 OpenGL107

4.8.3 DirectX111

第5章　虚拟场景建模116

5.1　虚拟场景建模基础116

5.1.1　虚拟场景建模的概念116

5.1.2 3种场景建模技术117

5.1.3　虚拟场景实体建模118

5.1.4　建模工具软件的选择122

5.1.5　虚拟场景建模流程124

5.2 MultiGen Creator实时三维仿真建模124

5.2.1 MultiGen Creator简介124

5.2.2 MultiGen Creator的组成126

5.2.3 MultiGen Creator模型的层次结构128

5.3 3D Studio MAX辅助三维仿真建模130

5.3.1 3D Studio MAX对于虚拟仿真领域建模的优势131

5.3.2 3D Studio MAX用于初步的模型建立132

5.3.3 3D Studio MAX用纹理表现模型的外部特征136

5.3.4 3D Studio MAX模型建立过程中应该注意的问题139

5.4　三维模型转换与模型简化139

5.4.1　三维模型转换140

5.4.2　三维模型简化141

5.5　添加模型自由度146

5.6　虚拟场景建模应注意的问题147

第6章　虚拟场景管理149

6.1　虚拟场景管理概述149

6.1.1　视景驱动的概念149

6.1.2　视景驱动的实现方法150

6.2　高层视景驱动软件介绍150

6.2.1 Vega和Vega Prime150

6.2.2 OpenGVS157

6.2.3　OpenGL Performer158

6.2.4 Word Tool Kits159

6.2.5 DOOM和Quacke160

6.3　基于Web3D的虚拟场景管理160

6.3.1 Web3D概述161

6.3.2 VRML162

6.3.3 X3D163

6.3.4 Java3D164

6.3.5 Virtools165

6.3.6 Quest3D技术167

6.4 Vega Prime开发实例167

6.4.1 添加地形168

6.4.2　预览应用169

6.4.3　添加飞机170

6.4.4　配置应用程序171

第7章　虚拟仪表技术175

7.1　虚拟仪表概述175

7.1.1 虚拟仪器175

7.1.2　虚拟仪表与仪表仿真176

7.2　虚拟仪表开发工具176

7.2.1 概述176

7.2.2 GL Studio177

7.2.3 VAPS180

7.3　虚拟仪表开发实例182

7.3.1 虚拟仪表纹理制作实例182

7.3.2　虚拟仪表的GLS开发实例185

7.4　虚拟仪表与场景管理的结合193

第8章　虚拟装配技术196

8.1　虚拟装配概述196

8.1.1　虚拟装配的概念196

8.1.2　虚拟装配仿真198

8.1.3　虚拟装配模式199

8.2　虚拟装配关键技术200

8.2.1　虚拟装配系统建模200

8.2.2　虚拟装配信息表达201

8.2.3　虚拟装配工艺规划202

8.2.4　虚拟装配干涉分析203

8.2.5　产品可制造装配性综合评价203

8.2.6　虚拟装配工具制作203

8.3　虚拟装配的应用203

8.3.1 产品设计和开发204

8.3.2　装配任务培训204

8.3.3　装配过程演示205

8.4　虚拟装配的实现方案205

8.4.1 系统建模软件205

8.4.2　虚拟装配环境207

8.4.3　虚拟装配引擎207

8.4.4　虚拟装配系统开发思路208

8.5　虚拟装配系统开发实例208

8.5.1 EON Studio简介208

8.5.2 实例系统简介208

第9章　多媒体仿真218

9.1　多媒体仿真概述218

9.1.1 多媒体218

9.1.2　多媒体仿真218

9.1.3　可视化仿真、多媒体仿真与虚拟仿真218

9.1.4　多媒体仿真技术219

9.1.5 多媒体仿真实现途径220

9.2　多媒体仿真系统开发实例220

9.2.1　仿真技术220

9.2.2　多媒体技术224

9.2.3 多媒体与仿真的关联225

9.2.4 系统运行效果226

第10章　分布式虚拟仿真227

10.1　分布式仿真概述227

10.1.1 分布式仿真的发展历程227

10.1.2　理解HLA规范233

10.2　分布式仿真的应用239

10.3　分布式仿真解决方案239

10.3.1 基于HLA的建模／仿真一体化环境239

10.3.2 HLA仿真开发技术240

10.3.3 HLA仿真开发软件介绍241

10.3.4 HLA仿真系统实现方案246

10.3.5　分布式虚拟仿真系统的设计开发248

10.4　基于HLA的虚拟仿真系统开发实例249

10.4.1 定义联邦目标249

10.4.2　开发联邦概念模型249

10.4.3　设计联邦249

10.4.4　开发联邦250

10.4.5　集成和调试联邦254

10.4.6　运行联邦及结果输出254

第11章　虚拟仿真训练系统典型实例255

11.1　典型实例之一：电路与电子网上虚拟实验室255

11.1.1 概述255

11.1.2　设计原则255

11.1.3 系统功能257

11.1.4　基本框架257

11.1.5　关键技术259

11.1.6　应用推广261

11.2　典型实例之二：某型无线电罗盘训练仿真系统261

11.2.1　概述261

11.2.2　设计原则262

11.2.3 系统功能262

11.2.4　基本框架263

11.2.5　关键技术265

11.2.6　应用推广267

11.3　典型实例之三：某型号飞机虚拟训练仿真系统267

11.3.1　概述267

11.3.2　设计原则267

11.3.3 系统功能268

11.3.4　基本框架269

11.3.5　关键技术271

11.3.6　应用推广282