一种基于阵地地貌的伪装区域生成方法

　　0　引言

　　随着计算机图形学理论的发展,人们对自然环境的模拟水平日趋提高。近年来,人们把分形技术和兵器的伪装技术结合在一起,强调兵器装备的伪装区域对其周围地貌环境中山脉、大树等自然物体的模拟,使生成的伪装区域与周围地貌环境实现了较好融合,更好地适应了武器装备精确伪装的需要,从而提高了兵器的实际伪装效果。但利用分形方法生成的伪装区域存在的问题是:由于分形地形模拟方法追求增量变化的平稳性和自相似性,这样产生的地形其统计性是一致的,不能反映自然山体姿态万千的特点[1],这将对最终的伪装效果产生一定的影响,因此需对生成的伪装区域外形进行控制。

　　目前对分形地形生成算法的结果控制有一定的研究,文献[2]通过给定初始迭代次数和初始迭代数据来控制生成图形的基本形状和轮廓,文献[3]基于分形和地形高度图控制三维分形地形的生成,文献[4]用曲面拟合稀疏分布的高程值点,再利用分形技术对拟合曲面进行随机扰动,形成符合一定要求的地形表面。这些方法的计算比较复杂,误差影响因素较多,不适合快速、精确设计伪装区域外形的需要。因此,本文将以地貌环境中的自然物体,主要以山体的三维点云模型为基础,设定目标控制外形轮廓,再利用分形方法产生地形局部细节,进行曲面融合后完成分形地形的外形控制工作。

　　1　伪装发育模型的建立

　　1.1　伪装区域生成策略

　　为了满足伪装区域外形的可控性和随机性要求,也就是说,需要设计一种介于完全可控和完全随机生成模型的方法,使生成的伪装区域模型既有可控性又不失随机性,为此设计了一种伪装区域模型生成策略。其主要思路是将地貌环境中山体的外形轮廓进行约束变化后作为伪装区域的预定形状,再利用分形地形生成方法产生随机变化外形,最后将两曲面进行融合生成伪装曲面。其生成策略流程框图如图1所示。

　　1.2　控制源曲面的生成

　　对模拟山体原形进行约束控制是控制源曲面生成的重要内容,是伪装区域外形的重要组成部分,主要利用人机交互的方式在原始地貌中选取其外形具有一定代表性的山体作为模拟的原形,并进行伪装需求分析,在满足兵器伪装的前提下,保证伪装区域的综合利用率最高,进而确定出适当的缩放比例。要使兵器装备实现良好伪装,并且使伪装区域得到充分利用,应使兵器装备位于伪装区域的中心位置,也就是使缩小后山体的最高点在水平位置上的投影与兵器装备下表面的几何中心重合,使最高点与边缘点的连线与兵器装备的外表面相切(证明过程略),此时的伪装区域与兵器装备平面关系如图2所示。伪装区域可能支撑的最高点OT由伪装支撑装置的最高支撑位置决定,如图3所示,其值d为定值(d=8. 05m )。由国标GB1589-200X查得,装载车辆的车宽为定值2.5m,车长最长限制为13m,车高最高限制为4m,因此可以得到图中的a,b为定值。