结合某国防基础研究项目,研究了超空泡形态测量和三维重构技术,基于模型约束技术通过多传感器融合分析了水下射弹外弹道速度,依托MultiGenCreator三维建模和VegaPrime视景仿真引擎设计了试验水池视景仿真系统,四维再现了基于数据驱动的空泡实验,并形成综合分析系统,且以可视化方式展示了各种数字数据和图像数据。论文的主要研究内容及创新点如下：研究超空泡产生机理、计算方法和模型约束光学测量方法,应用Hough变换的椭圆检测分别依据高速射弹和低速射弹超空泡外形特点对超空泡形态建模。研究水下弹道阻力规律,对全弹道的位置与速度信息数据进行融合,基于多传感器融合确定了水下射弹外弹道速度。对比了三维建模工具的优缺点,选择Creator作为三维建模工具,学习了MultiGen Creator建模的流程及其关键技术,建立了水下靶道试验模型；同时分析了仿真引擎Vega Prime的组成与结构、特效模块以及如何在场景中的应用,设计了水下靶道试验场景的仿真系统。针对水下射弹视景再现系统,研究了实际试验参数在视景仿真环境中的加载技术以及OpenGL在Vega Prime开发方法、三维坐标变换、视点的控制,实现了基于数据驱动的空泡实验四维再现；并对各种前端传感器、处理系统的数据及冗余的信息进行综合分析,形成更加精确的测量数据综合分析系统。运行结果表明：所开发的水下射弹空泡视景再现系统形态逼真、图像实时、应用效果良好。