半實物仿真(第2版)（簡體書）

《半實物仿真（第2版）》主要從半實物仿真的概念、理論和設計三個方面，對半實物仿真系統和技術作了較為詳細的介紹，涉及半實物仿真基本概念、半實物仿真系統和技術、仿真計算技術、視景仿真技術、目標與環境的物理特性及其仿真技術、運動特性仿真技術、力與力矩特性仿真技術、衛星導航信號仿真技術、半實物仿真系統總體設計、半實物仿真系統網絡與接口技術、飛行器半實物仿真系統集成以及半實物仿真試驗技術等內容。
《半實物仿真（第2版）》可作為教材供飛行器設計、探測制導與控制、導航制導與控制等相關專業的本科生、研究生使用，也可以供從事系統建模與仿真、半實物仿真工作的研究人員參考。

單家元，男，1967年6月3日出生，湖北黃梅人，北京理工大學宇航學院飛行器控制系主任、教授、博士生導師。1988年畢業於華中理工大學流體傳動與控制專業獲工學學士學位，1991年畢業於北京理工大學流體傳動與控制專業獲工學碩士學位，1999年在職畢業於北京理工大學控制理論與控制工程專業獲工學博士學位，1991年至今在北京理工大學任教，主要從事航空宇航科學與技術學科的教學和科研工作。主要研究方向為飛行器設計飛行動力學與控制、飛行器制導控制與仿真、系統建模與仿真。在國內外重要學術刊物發表論文60餘篇，編寫出版《系統建模與仿真》、《系統仿真》、《半實物仿真》等教材。獲國防科學技術一等獎2項，三等獎2項，2005年榮立國防科工委型號裝備研製三等功。2007年入選教育部”新世紀優秀人才支持計劃“。兼任中國系統仿真學會仿真計算機與軟件專業委員會副主任、《系統工程與電子技術》常務理事、國防科工委航天控制制導和測控系統標準化技術委員會、中國計算機用戶協會仿真應用分會理事、中國兵工學會火箭導彈專業委員會專業組負責人。主持並完成了多項國防預研基金、預研和型號項目，曾任某高新工程裝備型號主任設計師、某型號主任設計師。現任某高新工程裝備型號副總設計師、某重點型號副總設計師。孟秀雲，北京理工大學宇航學院教授，博士生導師。1988年畢業於北京理工大學自動控制系獲工學學士學位，1991年畢業於北京理工大學自動控制理論與應用專業獲工學碩士學位，2002年獲北京理工大學導航制導與控制專業工學博士學位，1993年至今在北京理工大學宇航學院任教，主要從事導航、制導與控制方面的教學和科研工作。主要研究方向為飛行器制導、控制與仿真。2003年出版普通高等教育“十五”國家級規劃教材《導彈制導與控制系統原理》，該教材獲2004年北京市精品教材。在國內外重要學術刊物發表論文30餘篇。獲部級科技進步三等獎2項。現任多項型號主任設計師。丁豔，北京理工大學宇航學院副教授，碩士生導師。1990年畢業於北京理工大學光電工程系獲工學學士學位，1998年獲北京理工大學軍用光學專業工學碩士學位，2008年獲北京理工大學光學工程專業工學博士學位，主要從事導航、制導與控制方面的教學和科研工作。主要研究方向為目標探測與識別、目標特性及仿真。完成了多項科研項目，主要承擔激光、可見光／近紅外以及紅外目標特性的模擬及仿真、目標識別與跟蹤技術的研究與實現。獲得部級科技進步獎三等獎一項；獲得北京理工大學級科技進步獎一等獎一項；出版教材及專著三部，在國內外核心刊物上發表論文20餘篇；現任中國兵工學會光學專業委員會第五屆委員會委員，《光學技術》雜誌編輯委員會第五屆委員會委員。賈慶忠，男，1979年3月出生，山西文水人，北京理工大學宇航學院講師，碩士生導師。2000年畢業於北京理工大學飛行器制導與控制專業獲工學學士學位，2007年畢業於北京理工大學導航、制導與控制專業獲工學博士學位。2000年至2002年就職於中船重工707所，2007年至今在北京理工大學宇航學院任教，主要從事導航、制導與控制方面的教學和科研工作。主要研究方向為彈載嵌入式系統、飛行器制導控制與仿真。負責和參與完成了多項國防預研和型號項目，主要承擔彈載控制器、嵌入式系統及智能檢測系統研製。在國內外重要學術刊物發表論文10餘篇。現任某型號項目主任設計師。

《仿真科學與技術及其軍事應用叢書:半實物仿真(第2版)》可作為教材供飛行器設計、探測制導與控制、導航制導與控制等相關專業的本科生、研究生使用，也可以供從事系統建模與仿真、半實物仿真工作的研究人員參考。

第1章半實物仿真基本概念
1．1系統仿真
1．1．1系統仿真的定義
1．1．2系統仿真的一般過程
1．1．3系統仿真的作用和意義
1．2模型與仿真
1．3系統仿真分類
1．4仿真系統與仿真實體
1．4．1仿真系統
1．4．2仿真實體
1．5半實物仿真與半實物仿真技術

第2章半實物仿真系統
第3章仿真計算技術
第4章視景仿真技術
第5章目標與環境的物理特性及其仿真技術
第6章運動特性仿真技術
第7章力與力矩陣仿真技術
第8章衛星導航信號仿真技術
第9章半實物仿真系統總體設計
第10章半實物仿真系統網絡與接口技術
第11章飛行器半實物仿真系統集成
第12章半實物仿真試驗技術
參考文獻

2）操作步驟（圖4—2）
（1）根據基本圖形單元建立景物模型，且用OpenGL中的基本圖形單元（點、線、多邊形和位圖等）對所建立的模型進行數學描述。
（2）把模型放在三維空間中的合適的位置，并且設置視點以觀察感興趣的場景。
（3）計算模型中所有物體的顏色，其中的色彩根據應用要求來確定，同時確定光照條件和紋理映射方式等。
（4）把景物模型的數學描述及其色彩信息轉換至計算機屏幕的像素，即光柵化。
4.基于低層三維圖形庫OpenGL的高層三維視景開發環境
基于低層三維圖形庫OpenGL的高層三維視景開發環境軟件有許多種。這里簡要介紹一下國內常用的IRIS Performer、Vega和Vtree。
1）IRIS Performer
IRIS Performer是SGI公司開發的一個可擴展的高性能實時三維視景開發軟件包。它是基于GL為開發實時圖形應用程序提供了一組標準c或c++綁定的程序接口，可運行于所有的SGl圖形平臺上，并通過靈活的三維圖形工具集提供高性能渲染能力。它的特點是，有突出的視景生成開發能力，但沒有良好的用戶可視化界面，而且只能在SGI工作站上運行，因此限制了IRIS Performer的普遍應用和推廣。它主要應用于仿真的可視化、娛樂、虛擬現實、視頻廣播及計算機輔助設計等。
2）Vega
Vega是MuhiGen—Paradigm公司最主要的工業軟件環境，它將先進的模擬功能和易用工具相結合，能夠提供快速、方便的建立、編輯和驅動的工具，從而顯著提高工作效率、大幅度減少源代碼的開發時間。它的特點是支持UNLX和NT平臺，為非程序員實現一個視景仿真系統提供了捷徑，相比IRIS Performer，缺少系統支持的強大的圖形庫。主要用于實時視覺模擬、虛擬現實和普通的視覺應用。
3）Vtree
Vtree是CG2公司基于OpenGL的面向對象和便攜平臺的圖形圖像開發軟件包(SDK)。它包括大量的C++類和壓縮抽象OpenGL圖形庫、數組類型及操作的方法。其本身可將細節處理成通過一組源代碼來開發和維護。Vtree致力于生成和連接不同節點到一個附屬于景物實體的可視化樹狀結構。Vtree的特點是有強大的視景生成功能，可以和IRIS Performer相媲美，同時可以應用于普通計算機，在可視化和仿真開發方面是一個性價比非常好的OpenGL SDK。