随着计算机技术、通信技术及其它相关技术的飞速发展,信息的可视化成为新的应用发展方向,基于分布交互技术的模拟训练研究日益成为当前研究的热点。本文以分布交互式技术的发展状况分析和已开发的二维潜艇模拟器的研究为基础,结合人机交互技术,建立了三维立体分布交互式潜艇航行训练仿真系统,包括虚拟仪表、虚拟舱室等三维实体建模和运动建模。开发了具有虚拟现实特点的视景仿真系统,并实现了实时仿真及交互控制的功能。具体工作包括以下几个部分: 首先,本文通过对分布交互技术及对潜艇模拟器应用情况的分析,阐述了本课题的必要性和现实意义,并提出分布式系统的实现方法和通讯协议,具体设计了基于WinSock的相应的TCP/IP实现。 其次,选用建模软件MultiGen对潜艇舱室和虚拟设备进行建模。建模过程中主要采取基于图形的建模方法,其中包括场景视/音体建模、运动建模以及背景模型的构建。结合虚拟舱室的建模特点,对软件关键技术进行了研究。在建立场景数据库后,对模型进行优化。 然后,采用空间球、数据手套等人机交互设备建立了实时的人机交互系统,并详细阐述了实现原理和方法。另外,基于双目视差原理,我们采用立体成像驱动器,立体眼镜等设备,实现了视景的立体显示。 最后,选用虚拟现实开发软件Vega实现实时漫游,提供了场景漫游的设计过程,并对碰撞检测、交互控制等关键技术进行了详细研究。 目前仿真系统的视景部分、通讯部分、人机交互部分均已完成了实际的研制工作,并取得了良好的实验效果,即将投入海军的使用。