随着计算机图像学的快速发展,虚拟现实技术越来越受到重视,应用也越来越广泛,通过将飞行数据用图像的方式的显示在屏幕上,可以直观判断飞机飞行状况。视景仿真系统可以监视无人机的运动航迹及飞行状态,从而能够免去过去很多必不可少的曲线图形分析工作。本文的研究来源于四川省“军民结合产业发展”项目,设计一款基于海洋环境的小型无人机视景仿真系统软件,要求能模拟无人机飞行状态、飞行环境,实现无人机的实时飞行监控、飞行航迹规划、模拟训练任务等功能。本文首先设计了本视景仿真系统的总体框架,然后介绍了Vega Prime和Multigen Creator等相关技术及其开发流程。本文的一个重要部分是构建逼真的虚拟海洋环境,首先进行无边际海洋建模,重点讨论了投影算法的原理和实现,并对投影的异常纠正,构建出了较为逼真的无边际海洋环境。接着对海浪建模,采用基于快速傅里叶变换(FFT)和海浪谱分析的算法进行海浪建模,选取合适的海浪谱,设法取得各组成波的特征要素:振幅、周期和相位,然后采用快速傅里叶变换将这些正弦波进行迭加,从而得到海浪高度场。然后对海面光照进行模拟,包括海面光照计算、海面反射模拟及海面焦散模拟。接下来构建了无人机、舰船及岛屿的模型。然后对坐标系统、运动模式、碰撞检测、仿真界面及辅助模块进行设计。为无人机设计了四种运动策略,分别为:飞行模式、游戏模式、回放模式和自控模式。碰撞检测包括碰撞检测算法和碰撞响应,分析了7种碰撞检测方法,对每种碰撞检测方法的适用范围进行了分析。仿真界面包括启动界面和交互界面。辅助模块主要为网络数据接收和解析。最后编程实现了本无人机视景仿真系统,并对仿真结果进行了分析。使用本系统可以对无人机的飞行姿态信息和位置信息实时显示,系统运行流畅,虚拟场景沉浸感良好,具有很高的应用价值,也为下一步研究奠定了一些基础。