基于untiy3d的可视化虚拟仿真实验平台的设计与开发.pdfVIP

摘要

摘要

随着信息时代的发展，虚拟仿真技术取得了长足的进步，人们可以沉浸在通过

虚拟仿真技术构建的三维世界当中，可以直接与虚拟世界中的对象进行交互，通过

虚拟仿真获得需要的数据和资料。战场场景仿真是虚拟仿真技术在军事上一个非常

重要的应用，常规的军事训练和军事演习往往耗费巨大且流程复杂，费效比较高。

而通过虚拟仿真技术对战场场景进行模拟，并以可视化的、生动逼真的三维场景显

示出来，实验人员可以方便、快捷、直观的对作战过程和细节进行观察，同时可以

计算和获取到相应的实验数据，大大节省了时间和成本，具有非常重大的应用意义。

Unity是由英国UnityTechnologies公司开发的一个集游戏开发、实时三维动画

创建、建筑可视化等功能的跨平台的开发工具。Unity以其酷炫的3D渲染效果和强

大的跨平台性闻名，它可以轻松的开发出绚丽逼真的3D内容，然后一键发布到多

种平台上。本文主要利用Unity3D结合虚拟仿真技术开发了一个虚拟仿真可视化实

验平台，对战场场景和导弹武器的作战过程进行模拟和可视化显示，并进行相应科

研数据的计算。

本文对Unity软件的基本模块、主要特性和开发框架进行了详细的介绍，系统

阐述了虚拟仿真可视化实验平台的系统需求和难点，包括数学模型的选择、对系统

数据计算能力的要求、实时数据更新、场景可视化等。介绍了系统模块化、层次化、

跨平台的设计思想，对系统各个层次包括基础层、管理层、功能层的功能进行了详

细的介绍。并对系统的主要开发工具、开发语言、注意事项进行了说明，着重介绍

了可视化部分的模块设计，并对模型的创建和导入过程，包括模型格式、坐标系以

及尺寸的转换进行了详细的介绍。对可视化场景中相机视角、动态信号、碰撞检测、

特效模拟等功能模块的实现方法和实现过程进行了阐述，并对场景控制模块，包括

视角变换、帧控制和实时截图等功能进行了说明。

文章最后对系统基于TCP的网络通信模块进行了介绍，阐述了授权服务器和非

授权服务器的概念，对两种服务器模式的优缺点进行了比较。对客户端和服务器的

底层通信方式远程过程调用和状态同步进行了说明，详细介绍了客户端与服务器的

建立和通信过程，包括客户端与服务器的主要函数以及服务器端多线程技术的应用。

关键词：虚拟仿真，可视化，Unity3D，战场场景，TCP

I

ABSTRACT

ABSTRACT

Withthedevelopmentoftheinformationage,virtualsimulationtechnologyhasmade

greatprogress,peoplecanimmerseinthevirtualworldthroughthevirtualsimulation

technology,whichcandirectlyinteractwiththeobjectsinthevirtualworld,throughthe

virtualsimulationtoobtainthenecessarydata.Thebattlefieldscenesimulationisavery

importantapplicationofthevirtualsimulationtechnologyinthemilitary.Conventional

militarytrainingandmilitaryexercisesarecostlyandcomplicated.Tosimulatethe

battlefieldscenebythevirtualsimulationtechnologyanddisplaythethree-dimensional

scene