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- 基于OpenGL的虚拟航空仪表的研究与实现
- 作者： 沈洋 来源： 华中科技大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 航空工程 飞行模拟器 虚拟仪表 开放图形库 裁剪算法
- 描述： 随着航空电子技术和虚拟技术的不断发展，飞机上出现了越来越多的电子系统，同时产生了由平视显示器和多功能显示器等组成的电子飞行仪表系统，目前，飞机上传统的机电式仪表正逐步被电子仪表所取代。电子仪表由计算机控制，显示形式多样，显示信息集中并且可以一表多用，相信在不久的将来将会成为航空仪表最主要的实现方式。虚拟航空仪表当前主要被应用于各种飞行模拟器，将来则可以直接移植到真机上使用。br 本文基于开放图形库OpenGL，对虚拟航空仪表进行研究设计并使用C语言加以实现。详细阐述了系统设计方案，对其所涉及的OpenGL相关技术进行了重点介绍，主要包括坐标变换、颜色混合、纹理映射和裁剪等技术，并对实现过程进行了详细说明，最终展示了实现效果。图形裁剪是虚拟航空仪表中经常使用的操作，本文针对仪表中所涉及的二维裁剪算法进行了研究，特别对二维平面内矩形窗口的裁剪算法进行了深入研究分析，并分别将Cohen-Sutherland线裁剪算法和Sutherland-Hodgman多边形裁剪算法加以改进。br 在Cohen-Sutherland算法编码的基础之上，将线段与矩形的位置关系进一步细分，通过判断线段与裁剪窗口顶点的位置关系，确定线段与裁剪窗口交点的数量与位置，避免了计算无效的交点。对Sutherland-Hodgman算法中已处理过的交点进行计数，在使用裁剪窗口四条边所在的直线对多边形进行裁剪时，对已处理过两个交点之后的未处理的多边形顶点简化处理过程，跳过了无谓的判断，从而达到优化算法的目的。实验数据表明，Cohen-Sutherland算法的改进算法在裁剪线段时耗时明显短于原算法，改进算法的效率有所提高；Sutherland-Hodgman算法的改进算法在裁剪边数较大的凸多边形时，所花时间略短于原算法，并且随着多边形的边数不断增大，改进算法节约时间的比例不断提高，改进效果更加明显。