随着计算机图形学和软硬件技术的飞速发展,虚拟现实技术越来越为人们所重视。本论文结合空装“十五”预研项目“智能化座舱显示控制及飞机数据管理记录技术”和重点学科“十五”建设项目“信息虚拟可视化技术研究”,利用所购置的虚拟现实工作站和立体投影系统,对虚拟座舱的视景生成及实时显示技术开展深入研究,实现了虚拟座舱系统的方案论证及其关键技术研究。 本文首先分析了虚拟座舱系统特征,并对其应用需求进行分析,在此基础上完成了虚拟座舱系统的硬件组成结构和软件开发环境设计。对系统各个模块进行分析,提出了系统实现方案。 虚拟座舱视景建模是实时显示的基础,高效的建模方法不仅能够节省建模时间,而且可以提高场景显示的真实感与实时性。本文分析了虚拟座舱模型特征,针对不同特征的对象探讨了其三维建模技术。 对于规则对象,采用现有成熟的商业建模软件(如:3DS MAX,Creator)构造其三维模型,研究了复杂模型的简化技术。采用多精度模型实时调度技术、可见性裁剪技术及实例技术,解决了复杂模型的实时显示问题。 不规则模糊物体的建模及其实时显示技术一直以来都是虚拟现实技术研究中的热点与难点。论文分析了静态不规则模糊对象特点,利用其不随时间变化的特性,采用了Billboard技术来进行实现,获得了良好的真实感与实时性。粒子系统能够很好的模拟动态模糊物体,并且其对系统资源需求可方便调整以适应不同性能的设备,本文以火焰的生成与显示为例,采用粒子系统对动态不规则模糊对象进行了实现。 对三维地形的可视化及实时显示技术进行深入研究。对现有视相关LOD算法中的误差评判函数进行了改进,改进后的误差评判函数能充分考虑地形本身起伏特征和视相关这两个因素,并且在实际应用中,能够根据系统硬件环境及用户的要求确定误差阈值,从而对系统的显示性能进行灵活的调整,使得系统在显示质量和显示速度之间达到平衡。 论文实现了虚拟座舱视景系统原型。实现结果表明,本文所提出的系统结构能更好的提高虚拟座舱的真实感与沉浸感,本文的研究结果具有较强的理论意义和实用价值。