军用电子沙盘展示系统设计

2020-10-12郭敏任丹王博

计算机与网络 2020年16期

郭敏任丹王博

摘要：军用电子沙盘展示系统以电子沙盘技术为依托，利用声光电设备结合全息投影、裸眼3D、虚拟现实等技术，通过图像矫正融合处理、声音拟合处理及光学投影技术，将军用试验训练态势通过网络技术、数据处理技术进行传输处理；通过信息接入、特效制作、显示处理转换为三维展示模型，通过投影技术投射于电子沙盘，展示试验训练态势；通过实时接收试验训练态势数据，实现试验训练过程的电子沙盘展示，并提供手势或者设备交互操作功能，实现立体、逼真的展示能力。

关键词：全息投影；裸眼3D；虚拟现实；图像矫正；三维建模

中图分类号：TP391文献标志码：A文章编号：1008-1739（2020）16-70-4

0引言

目前国内实时军用电子沙盘以电子屏展示，交互性及立体感不强、无法让指挥员有身临其境的感觉，在部队需求的驱动下，拟将市面上楼宇及展厅等立体展示技术与试验训练实时过程相结合，分析如何将楼宇、展厅等提前制作的视频动画转换软件，并结合部队训练态势展示需求，从试验训练数据接入、3D场景驱动、三维动态展示[1]及立体交互等方面综合分析，进行展示系统设计。

1國内外现状

由于国外的计算机技术发展较早，特别是欧美国家的信息技术水平在早期相对于其他国家就己经处于领先地位，因此他们较早地就把电子沙盘应用到军事领域。比如美国的野外炮兵训练智能导航虚拟沙盘间，在世界上都处于领先水平。

随着我国科学技术的发展，电子沙盘设计技术也得到了相对较快的发展，在军事领域、教育领域、地理领域、农业领域及商业领域等广泛应用，技术也不断更新进步，电子沙盘仿真和虚拟技术也越来越成熟。国防科技大学信息系统工程重点实验室燕厚仪和张国华等人就提出了基于多智能体的新型交互式系统电子沙盘。这种电子沙盘是一种融合了多点触摸、体感交互、虚拟现实及增强现实等多项技术的新型电子沙盘[2]，具有实现交互系统中的多人、多设备、多通道的特点，使人与电子沙盘的交互能力大大提高。

伴随着技术的发展，国内外也出现了众多的沙盘开发平台，如Skyline，OSG，Delta3D，Vega Prime，Unity3D，ArcGIS[3]，ERDAS等。

ArcGIS和ERDAS虽提供了3D场景显示模块，但功能比较少，仅有漫游和有限的标注，没有提供二次开发接口。与Skyline，OSG，Delta3D比较起来，Vega Prime是最具有适应性和可扩展性的商业软件，用户能快速准确地开发出合乎要求的视景仿真应用程序。Unity3D是一个游戏开发环境且具有可视化编辑界面，可以进行动态的游戏模拟。

在军用电子沙盘系统领域，OSG得到广泛应用，通过影像叠加、三维建模等逼真地呈现地形地貌特点，通过装备的实物建模逼真地呈现装备外观，再结合定位信息，通过显示屏呈现训练态势。

但近年来随着全息投影、裸眼3D[4]、VR及AR等技术发展，全息投影、多媒体、L幕、幻影成像等电子沙盘在房地产、文物场馆、5D影院及舞台表演等领域广泛应用。

2方案设计

系统结合多折幕技术、裸眼3D技术、图像处理技术、数据接入处理技术及三维建模技术等构建沉浸式电子沙盘，结合军事需求，通过软硬件实现实时训练态势和作战态势的实时逼真展示[5]。

2.1系统组成

系统由硬件和软件设备组成，硬件设备以多点控制一体机、电子屏、投影设备、声光电设备和服务器设备为主，为展示提供硬件平台支持，折幕电子屏的效果图如图1所示。