基于虚幻引擎的三维态势演示的设计与实现

论文总字数：22146字

摘 要

战场态势指战场中的兵力分布及战场环境的当前状态和发展变化趋势，而态势要素则指构成战场态势的兵力、环境 、事件和 估计等诸类要素。传统的态势演示大多以二维为主。三维态势相比二维态势更加直观、形象。

针对以上情况，本系统以Unreal Engine4为引擎，以DDS为通信中间件，战场中兵力分布及战场环境的当前状态和发展变化趋势进行了模拟。本文主要工作如下：

1、进行了系统需求分析，合理推理了实际需求并模拟了使用场景。

2、对系统的功能结构进行了总体设计和详细设计，并根据设计结果实现了系统的各个功能模块，以及各个模块之间的数据交流机制。

3、详细分析了各个模块之间，模块与DDS进程之间的基于DDS通信的流程及相关操作，并分析了以DDS为基础的数据交换的优点。

4、对整个系统进行了功能测试，通过测试验证了整个系统的可靠性。

关键词：虚幻引擎，DDS，三维态势

Abstract

Battlefield situation refers to the distribution of forces in the battlefield and the current status and development trend of the battlefield environment, while the situation elements refer to the forces, environment, events and estimates of the battlefield situation. Traditional methods mainly provide two-dimensional demonstration of the situation. Compared with two-dimensional situation, three dimensional situation is more intuitive and vivid.

To provide an effective three dimensional demonstration of battlefield situation, the system we built in this paper simulates the current status and the development trend of the distribution of forces in the battlefield and the battlefield environment by using Engine4 Unreal as the engine and DDS as the communication middleware. The main work of this paper is as follows:

The system requirements analyzing and reasoning of the actual needs and the application scenario simulation.

The overall design and detailed design of the functional structure of the system, and according to the results of the design of the system to implement the various functional modules, as well as the exchange of data between the various modules of the system.

A detailed analysis of the DDS communication process and related operations between the various modules and the DDS processes, and of the advantages of DDS based data exchange.

Conducted an comprehensive functional testing of the entire system, and verified the reliability of the design the system .

Keywords: data distribution service, Unreal Engine, 3D situation

目录

摘要 II

Abstract 3

目录 4

第一章 绪论 6

1.1 研究背景 6

1.2 研究的意义 6

1.3 论文组织结构 6

第二章 研究现状及相关技术 8

2.1 DDS相关特性 8

2.2 域和 DomainParticipant 的基础概念 8

2.2.1 域 8

2.2.2 主题 8

2.2.3 QoS 9

2.3 Unreal Engine相关特性 9

2.3.1 GPU粒子 9

2.3.2 全新的Kismet 9

第三章 系统总体设计 10

3.1 系统概述 10

3.2 需求分析 10

3.3 部件设计 11

3.3.1 场景与装备管理模块 11

3.3.2 仿真信息交互模块 11

3.3.3 三维场景与态势显示模块 12

3.4 接口设计 12

3.4.1 接口标识和接口图 12

3.4.2 订阅主题 13

3.4.3 取消主题 13

3.4.4 发送主题数据 14

3.4.5 接收主题数据 14

3.5 功能结构设计 14

3.5.1 程序控制流 15

3.5.2 程序结构图 19

3.6 本章小结 错误!未定义书签。

第四章 系统详细设计与实现 20

4.1 场景与装备管理模块 20

4.1.1 场景管理 20

4.1.2 装备列表 22

4.1.3 资源导航 24

4.1.4 固定站编辑 26

4.1.5 无人机编辑 28

4.1.6 卫星编辑 29

4.1.7 雷达编辑 30

4.1.8 红外编辑 32

4.1.9 激光编辑 35

4.1.10 拦截器编辑 37

4.1.11 导弹编辑 39

4.2 仿真信息交互模块 42

4.2.1 中间件交互 42

4.2.2 装备仿真状态管理 44

4.3 三维场景与态势显示 46

4.3.1 三维地图显示 46

4.3.2 三维场景部件显示 47

4.4 本章小结 51

第五章 系统测试 52

5.1 测试环境 52

5.2 测试内容设计 52

5.2.1 场景与装备管理测试 52

5.2.2 三维场景与态势显示测试 53

5.2.3 联调测试 54

第六章 结束语 55

6.1 总结 55

6.2 展望 55

致谢 56

参考文献 57

绪论

研究背景

Data Distribution Service (DDS) 是即时分布式应用的网路中间件。^[1]数据分发服务DDS(Data Distribution Service)是对象管理组织(OMG)在HLA及CORBA等标准的基础上制定的新一代分布式实时通信中间件技术规范，DDS采用发布/订阅体系架构，强调以数据为中心，提供丰富的QoS服务质量策略，能保障数据进行实时、高效、灵活地分发，可满足各种分布式实时通信应用需求。DDS向用户提供在节点、企业设备，嵌入式系统间发布即时数据的通信服务，目前已成为军工、电力、通信等重要领域的数据交互通用机制。

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