1. 第 #Z 卷"第 # 期 现代雷达 [@
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显示技术
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三维雷达显示器系统仿真
莫建文! !张顺岚! !刘"钊# !韩传久!
!!$桂林电子工业学院""广西 桂林 %&!’’&#"#$电子科技大学""成都 (!’’%&$
) 显示器仅能显示二维信息!缺乏高度信息!不能直观显示三维信息!而三维雷达显示器以立体的
!摘要" "传统的 ) *
方式显示雷达信息!能给观察者提供更多"更丰富的信息# 文中设计了三维雷达显示器的系统总体方案!并针对方案介绍
了相应三维显示的透视投影与视见体"多分辨率地形四叉树表示"三维目标模型显示等关键技术!以及系统仿真的流程#
仿真结果表明三维显示器的效果很显著!系统方案可行!为三维雷达显示器的进一步研究与实现提供了良好的基础#
! 关键词" "三维显示$雷达显示器$仿真
中图分类号#+ -%.$
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0( 三维雷达显示器仿真主要有如下功能’
’"引"言
现代战争尤其是高技术的局部战争密切依赖及时"
全面和不间断的精确侦察情报!并要求人们对情报做出
准确"及时的处理# 为了适应现代高技术战争!除了对雷
达系统要求越来越高外!同时对其终端显示设备的要求
) 显示器不能直观显示三维信
也越来越高# 传统的 ) *
息!一般仅能显示二维信息!缺乏高度信息%! W#& # 三维雷
达终端仿真系统用计算机图形图像技术"数字信号处理
技术及雷达技术!构造仿真敌机"导弹等对象的三维模型
及真实的作战环境!达到非常逼真的仿真效果#
!"系统总体设计
根据 现 代 三 维 雷 达 终 端 仿 真 系 统 的 总 体 要
%0 W&&
求 !系统的方案如图 ! 所示# 其实现的功能如下’
!( 实现了 V=#0# 串口通信和 + ) *
DX )网络通信! 图 !"系统总体框架图
即从雷达处理机传送来三维目标的运动轨迹数据$ )!( 实现了三维地形的实时显示$ ) # ( 通过 0Q=
#( 为兼容传统的显示器!并实现了 ) *
) 显示方式$ / 建立三维目标) 如飞机"导弹( 模型!按照其运动
1 Y
! 收稿日期##’’%7 #0""修订日期##’’%7 ’#
’(7 !!7
![第# 期 莫建文!等’三维雷达显示器系统仿真 .-
轨迹对其控制$)0( 目标的批号以标牌文字的方式实 处理带来了非常大的困难! 因而对地形的多分 辨 率
现$)&( 结合微软公司的 QG I0Q实现了声音效果$
4M
9Y A Q简化技术成为三维雷达终端仿真中的研究重点#
2
)%( 终端能接收轨迹数据并实时显示# #$ !"多分辨率地形四叉树表示
#$
如图 & 所示!我们采用四叉树的概念来描述一个
#"主要技术和流程
多分辨率地形%% W(& !图中的每一个正方形为四叉树的
8$ ) 显示器仿真
9:) * 一个节点!每个节点保存了一定区域的信息!包括’中
) 显示器仿真画面采用 (’’ ]
)* (’’ 像素!每批目 心点的高度及区域宽度# 从整个完整的地形出发!我
标显示航迹 ( 个点!并用标牌显示目标批号!与雷达同 们递归的把地形不断的分割成相等的四个区域!分割
步的扫描线每 # H扫一圈!当扫描到目标时!更新目标 的深度越大!则得到的分辨率越高# 即分割深度每提
位置与航迹# 流程图见图 ## 高一层!采样密度提高一倍#
图 &"多分辨率地形四叉树表示
#$ #"三维目标模型显示
#$
由于 2 6<
P9 A不能很好的支持建模!而三维的目
标模型比较复杂!因此首先用 0Q /
=1 Y建立目标三维
模型!再转换成三角形片组!提供给 2 6<
P9 A显示# 三
图 #"二维 ) *
) 显示器流程 维目标模型建立及显示步骤如下’
8$
8:三维雷达显示器仿真 )!(0Q /
=1 Y建立目标三维模型$
三维雷达显示器画面 Z’’ ](’’ 像素!以三维背景 )#( 转换成三角形片组$
地形为衬托!在对应位置显示三维目标!并根据目标运 )0( N 9 AH建立显示列表$
@ 84
, I
动实时刷新#三维雷达显示器仿真中!由于实地环境 )&( N 5AH 显示三维模型#
@ @ 4H
D@ I
#$ 0"透视投影与视见体
#$
由于计算机屏幕显示的是二维图形!所以在表示
真实世界中的三维图形时!需将三维视景转换成二维
视景# 这是产生三维立体效果的关键# 为得到真实的
视觉效果!需要透视投影!它所带来的效果更像自然视
觉效果# 透视投影则符合人的视觉习惯!离视点近的
物体大!离视点远的物体小# 此外!在 2 6<
P9 A中还要
定义投影范围!只有在该范围中的物体才会被投射到
计算机屏幕上!投影范围外的物体将被裁剪掉#
由图 %5可以看出!点 !投影到屏幕上的 !点!符
"
合远小近大的视觉效果# 由图 %S 看出进行透视投影
的时候!视见体为一个平头锥体!只有在视见体内的景
物才能被观察到#
0"仿真结果
图 0"三维 ) *
) 显示器流程
由于 2 6<
P9 A作为一个性能优越的图形应用程序
中三维地形通常与目标的运动直接有关!更由于它本 设计界面) / *!适用于广泛的计算机环境# 许多在
)(
身的数据量庞大和高度的冗余给大规模地形地绘制与 计算机界具有领导地位的计算机公司纷纷采用 2 67
P9](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7)