汽车模拟器视景仿真系统研究开题报告

1. 研究目的与意义

汽车模拟器是一种能够模拟出汽车实际行驶状态和道路环境的系统,可用于驾驶员的培训、驾驶技能的考核以及交通安全教育,具有节能、安全、经济和不受时间、气候、场地的限制等优点和广阔的应用前景。视景仿真是仿真动画的高级阶段，也是虚拟现实技术的最重要的表现形式，在基于虚拟现实技术上的汽车模拟器整个系统构建中,视景系统是非常关键的。人的感觉70%是由通过视觉系统提供，视景系统的好坏直接决定了汽车模拟仿真的实时性和环境渲染的沉浸感,而这两个特性是汽车模拟器的核心要求,视景仿真能使用户身临其境的交互式仿真环境，能够使用户与仿真环境直接进行自然交互。因此研究汽车模拟器视景系统的相关技术，实现并提高改进其原有性能,增强逼真性具有非常大的意义。研究主要的目的是以提高汽车模拟器视景仿真系统的逼真度,以实现让使用者产生犹如置身真实环境的体验,即满足三维虚拟环境沉浸、交互和构想的特征要求。最后通过实验验证视景仿真技术进行汽车驾驶模拟训练的可行性和真实性。

2. 国内外研究现状分析

视景系统的发展历史是从20世纪开始,初期的视景系统大多数采用拍摄或摄录的形式,将需要的地景模型经过摄像头拍摄传递给相关使用者。这种形式不仅系统使用成本较高,而且场景的调用和更换非常麻烦,因此很快就被淘汰了。在20世纪60年代后,计算机成像技术有了很大的发展,因此视景系统也越来越完善。特别是近20年来，随着计算机技术、软件工程、系统论、人工智能技术的迅速发展，视景仿真技术越来越成熟，也被广泛应用于各个领域。

美国在研究视景仿真技术的研究成果主要在感知、用户界面、后台软件和硬件四个方面。1964年,美国国家宇航局在载人航天中心的系统中安装了电子计算机,这是第一台能够实时成像的计算机。虽然该系统仅仅只能为平面图形产生纹理,但是也是很大的进步。随后,美国宇航局 （nasa）投入资金对该视景系统做了改进,可以应用到三维图像的纹理产生。经过几十年发展，nasa从当初的简单纹理到如今已经能够运用面向座舱的飞行模拟技术对空间站操纵进行实时仿真。乔治梅森大学研制出了一套在动态虚拟环境中的流体实时仿真系统。美国wright一patterson空军基地的3d图像和计算机图形实验室是在sgi4d/400工作站上建立了空间卫星的虚拟环境来仿真近地空间和描述3d图形卫星模型环绕地球轨道的运行状态，使得仿真者充分把握仿真对象的实时动态。

欧洲的视景仿真技术也是相当成熟的。德国fraunhofe计算机图形学研究所开发一种名为虚拟设计的组合工具，可使得图像伴随声音实时显示。英国的bristol有限公司把虚拟现实应用的焦点集中在软件与整体综合技术上，该公司将viz分成三大类别:实际环境检测、虚拟环境控制、虚拟环境显示。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

1.学习了解汽车模拟器基本知识。

2.学习3d建模软件和3d场景开发平台。

4. 研究创新点

研究汽车模拟器视景建模与仿真关键技术，建构高效、逼真的视景仿真环境，实现汽车模拟仿真，建立视景模拟器，在实践中运用知识。