基于Vega的爆炸毁伤视景仿真技术研究
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通 过特效 纹理 渲染 方式 和 自定义 粒子 系统 的进 一步
修饰 ， 最 后实 现完 整 的爆炸 毁伤 视景 仿真 过程 。 仿 真场 景 的三维 动静 态模 型 以及 特效 的实 时 属
便捷 的可 视化 编辑 工 具 以及 各 种 实 用 库 函数 ， 避 免 了编写大 量 的复杂 代 码 ， 使 得 视 景 仿 真程 序 的编 辑 过程 大大 简化 … 。本 文 主要 研 究 的 是 利用 Ｖ ｅ ｇ ａ软 件 开发 出高保 真度 的爆 炸毁 伤视 景仿 真场景 。
米 收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ ￣ ３ － ２ ９
图１ 视景仿 真系统结构 框架
Ｆ ｉ ｇ ． １ Ｆ ｒ ａ ｍｅ ｗ ｏ ｒ ｋ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｖ ｉ ｓ ｕ ａ ｌ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
作者简介 ： 王 平（ １ ９ ８ ６～） ， 男， 硕士 ， 主要从 事爆 炸毁伤视 景仿 真研究 。Ｅ － ｍ ａ ｉ ｌ ： ｗ ａ ｎ ｇ ． ｐ ｉ ｎ ｇ ８ ６ ０ ３ ０ ７ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｎ
环境 用户 界面 、 灵活 的 Ｖ ｉ ｓ ｕ ａ ｌ Ｃ＋＋程序 接 口 、 多 种
划设想计算 出仿真需要 的模型和特效 （ 如火焰 、 烟
雾、 气浪等 ） 的各项 属性参 数 ， 并输入 到 Ｖ ｅ ｇ ａ中。 同时再设 定好 目标 破坏 过程 、 破 坏形 态等仿 真参 数 ，
１ 爆炸 毁伤 场景 主要 特效
性参数存储在模型和特效数据库 中。各个不同模块
之 间的参数 主要 由系统 主控制模 块 负 责进行 实 时调 控 Ｊ 。爆 炸毁 伤视 景仿 真 系统整 体结 构见 图 １ 。
２ ． ２ 各模块 的相关职 能
不 同 目标 （ 如建筑物、 工事 、 飞机等 ） 遭 到 攻 击 后， 会产 生不 同的爆 炸 毁伤效 果 ， 特定 目标 爆炸 并损 坏， 伴 随着剧 烈 的燃 烧 、 滚滚 的浓 烟和 地 面出现 弹坑 等 现象 。这 需要 在爆 炸毁伤 视 景仿真 中突 出表 现火 焰、 烟雾 、 气浪 、 爆 炸碎 片 、 空气 冲击 等视觉 效果 。
２ ０ １ ３年 ８月
基于 Ｖ ｅ ｇ ａ的爆炸 毁伤视景仿真技术研究
王
平等
２ ． ２ ． １ 三 维动 静态 模型 定义 模块 三维 动静 态模 型导入 到 Ｖ ｅ ｇ ａ中后 ， 需要 由三维
ｒ ｅ ｐｍｓ ｋ ０ｘ ｌ；
ｘ ｆ ｍｄ ｌ ｉ ｓ ｔ １； ｆ ｘ ｕ ｐ ｐ ｒ ｏ ｃ ０；
以上特效 用一般的仿真建模方式来表现难度 大， 且效果不佳 ， 而在 Ｖ ｅ ｇ ａ 软件环境下通过一定的 技术手段 ， 使用其特效模块就能模拟仿真出高保真 度 的特殊视觉效果。该模块提供的特效纹理渲染方 式和 自定义粒子系统 ， 更加提高了爆炸毁伤视景仿 真所要求的视觉特效效果 Ｊ 。
ｓ ｐ ｅ ｆ ｆ ｘ ｄ ｅ ｂ ｒ ｉ ｓ｛
［ 分类号 ］ Ｔ Ｐ ３ ９ １ ． ９
可视化
视景仿 真
Ｖ ｅ ｇ ａ软件
引 言
２ 视 景仿 真 系统结构 与功 能 ２ ． １ 总体 结构框 架
可视 化视 景仿 真技 术在 军事仿 真 领域 的运 用越 来越 深入 ， 军 事仿 真 技 术 的发展 也 日新 月 异 。其 中
根 据 想 定 的爆 炸 毁 伤过 程 ， 初 步 建立 好 整 个仿 真 系统 的总 体 框 架 。依 照 框 架 用 Ｃ ｒ ｅ ａ ｔ ｏ ｒ 建 模 软 件 搭建 起 战 场 环 境 ， 建立三维大地形 、 【事 、 街道 、 桥 梁、 植被 、 建筑 物等模 型 ， 并导 人 Ｖ ｅ ｇ ａ中 。再 参照 规
军事 目 标遭到打击后爆炸毁伤仿真场景的视觉保真 度， 直接影响着武器系统整个 战斗过程仿真的真实
度 。基 于其 在军 事 仿 真 中 的 巨大 作 用 ， 因此 提 高爆
炸毁伤视景仿真场景的视觉保真度具有较大的研究 价值 。
Ｖ ｅ ｇ ａ是 目前一 款非 常优 秀 的 视景 仿 真 软 件 ， 具 有多种 快 速有效 的 编程工 具 。它提供 了友好 的 图形
爆
破
器
材
Ｅ ｘ ｐ ｌ ｏ ｓ ｉ ｖ ｅ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ － ８ ３ ５ ２ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ４ ． ０ ０ ７
基 于 Ｖｅ ｇ ａ的爆 炸 毁 伤 视 景 仿 真 技 术研 究米
动静态的三维模型根据仿真过程中特有和设定的作用规律并联系模型特效参数计算模块提供的实时数据最后实现整个三维视景仿真的实时演示3爆炸毁伤效果仿真的实现方式31爆炸毁伤基本特效vega特殊效果模块提供了12种定义好的特效如地面爆炸explosion闪光flash烟雾smoke碎片debris空中爆炸flak等这些特效都是基于粒子系统的特效模式其属性是封闭的不能直接控制更改在条件合适或仿真要求不高的情况下可直接使用
动静态模型定义模块定义其在仿真场景中的各项属 性 参数 。该模 块起 到 的主要 作用是 构 建一 个可 以动
态 调用 的完整 模 型 数 据 库 ， 模 型 库 主 要 存 储 ． ｎ ｔ 、
．
ｆ ｓ ｔ 、 ． ３ ｄ ｓ 、 ． ｍ ａ ｘ 、 ： ｌ ＝ ． ｉ ｎ ｔ ａ等 Ｖ ｅ ｇ ａ软件 兼 容 的
［ 摘 要］ 文章在对可视化视景仿 真技术 理论 研究的基础上 ， 分析建立 了爆炸毁 伤视景仿 真系统 的体 系结 构 ， 论
述 了在 Ｖ ｅ ｇ ａ软件环境下特殊爆炸毁伤效果的不 同实现方式 ， 包 括基 本特效 、 通过 Ａ Ｐ Ｉ 接 口设 置特效 以及 自定义粒 子系统对特效的影响 。综合运用这些方法能够有效提高特定 目标遭 到打击后爆炸毁伤 的视 景仿 真效果。 ［ 关键词 ］ 爆炸毁伤
王 平① ③ 陈智 刚① 郭光全② 孙 玉振 ③ 李益 强③
① 中北大学地下 目 标毁伤技 术国防重点实验室（ 山西太原， ０ ３ ０ ０ ５ １ ） ② 晋 西集 团（ 山西太原 ， ０ ３ ０ ０ ２ ７ ）
￣７ ７ ５ ３ ８部 队 （ 西藏拉 萨 ， ８ ５ ０ ０ ０ ０ ）
修饰 ， 最 后实 现完 整 的爆炸 毁伤 视景 仿真 过程 。 仿 真场 景 的三维 动静 态模 型 以及 特效 的实 时 属
便捷 的可 视化 编辑 工 具 以及 各 种 实 用 库 函数 ， 避 免 了编写大 量 的复杂 代 码 ， 使 得 视 景 仿 真程 序 的编 辑 过程 大大 简化 … 。本 文 主要 研 究 的 是 利用 Ｖ ｅ ｇ ａ软 件 开发 出高保 真度 的爆 炸毁 伤视 景仿 真场景 。
米 收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ ￣ ３ － ２ ９
图１ 视景仿 真系统结构 框架
Ｆ ｉ ｇ ． １ Ｆ ｒ ａ ｍｅ ｗ ｏ ｒ ｋ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｖ ｉ ｓ ｕ ａ ｌ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
作者简介 ： 王 平（ １ ９ ８ ６～） ， 男， 硕士 ， 主要从 事爆 炸毁伤视 景仿 真研究 。Ｅ － ｍ ａ ｉ ｌ ： ｗ ａ ｎ ｇ ． ｐ ｉ ｎ ｇ ８ ６ ０ ３ ０ ７ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｎ
环境 用户 界面 、 灵活 的 Ｖ ｉ ｓ ｕ ａ ｌ Ｃ＋＋程序 接 口 、 多 种
划设想计算 出仿真需要 的模型和特效 （ 如火焰 、 烟
雾、 气浪等 ） 的各项 属性参 数 ， 并输入 到 Ｖ ｅ ｇ ａ中。 同时再设 定好 目标 破坏 过程 、 破 坏形 态等仿 真参 数 ，
１ 爆炸 毁伤 场景 主要 特效
性参数存储在模型和特效数据库 中。各个不同模块
之 间的参数 主要 由系统 主控制模 块 负 责进行 实 时调 控 Ｊ 。爆 炸毁 伤视 景仿 真 系统整 体结 构见 图 １ 。
２ ． ２ 各模块 的相关职 能
不 同 目标 （ 如建筑物、 工事 、 飞机等 ） 遭 到 攻 击 后， 会产 生不 同的爆 炸 毁伤效 果 ， 特定 目标 爆炸 并损 坏， 伴 随着剧 烈 的燃 烧 、 滚滚 的浓 烟和 地 面出现 弹坑 等 现象 。这 需要 在爆 炸毁伤 视 景仿真 中突 出表 现火 焰、 烟雾 、 气浪 、 爆 炸碎 片 、 空气 冲击 等视觉 效果 。
２ ０ １ ３年 ８月
基于 Ｖ ｅ ｇ ａ的爆炸 毁伤视景仿真技术研究
王
平等
２ ． ２ ． １ 三 维动 静态 模型 定义 模块 三维 动静 态模 型导入 到 Ｖ ｅ ｇ ａ中后 ， 需要 由三维
ｒ ｅ ｐｍｓ ｋ ０ｘ ｌ；
ｘ ｆ ｍｄ ｌ ｉ ｓ ｔ １； ｆ ｘ ｕ ｐ ｐ ｒ ｏ ｃ ０；
以上特效 用一般的仿真建模方式来表现难度 大， 且效果不佳 ， 而在 Ｖ ｅ ｇ ａ 软件环境下通过一定的 技术手段 ， 使用其特效模块就能模拟仿真出高保真 度 的特殊视觉效果。该模块提供的特效纹理渲染方 式和 自定义粒子系统 ， 更加提高了爆炸毁伤视景仿 真所要求的视觉特效效果 Ｊ 。
ｓ ｐ ｅ ｆ ｆ ｘ ｄ ｅ ｂ ｒ ｉ ｓ｛
［ 分类号 ］ Ｔ Ｐ ３ ９ １ ． ９
可视化
视景仿 真
Ｖ ｅ ｇ ａ软件
引 言
２ 视 景仿 真 系统结构 与功 能 ２ ． １ 总体 结构框 架
可视 化视 景仿 真技 术在 军事仿 真 领域 的运 用越 来越 深入 ， 军 事仿 真 技 术 的发展 也 日新 月 异 。其 中
根 据 想 定 的爆 炸 毁 伤过 程 ， 初 步 建立 好 整 个仿 真 系统 的总 体 框 架 。依 照 框 架 用 Ｃ ｒ ｅ ａ ｔ ｏ ｒ 建 模 软 件 搭建 起 战 场 环 境 ， 建立三维大地形 、 【事 、 街道 、 桥 梁、 植被 、 建筑 物等模 型 ， 并导 人 Ｖ ｅ ｇ ａ中 。再 参照 规
军事 目 标遭到打击后爆炸毁伤仿真场景的视觉保真 度， 直接影响着武器系统整个 战斗过程仿真的真实
度 。基 于其 在军 事 仿 真 中 的 巨大 作 用 ， 因此 提 高爆
炸毁伤视景仿真场景的视觉保真度具有较大的研究 价值 。
Ｖ ｅ ｇ ａ是 目前一 款非 常优 秀 的 视景 仿 真 软 件 ， 具 有多种 快 速有效 的 编程工 具 。它提供 了友好 的 图形
爆
破
器
材
Ｅ ｘ ｐ ｌ ｏ ｓ ｉ ｖ ｅ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ － ８ ３ ５ ２ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ４ ． ０ ０ ７
基 于 Ｖｅ ｇ ａ的爆 炸 毁 伤 视 景 仿 真 技 术研 究米
动静态的三维模型根据仿真过程中特有和设定的作用规律并联系模型特效参数计算模块提供的实时数据最后实现整个三维视景仿真的实时演示3爆炸毁伤效果仿真的实现方式31爆炸毁伤基本特效vega特殊效果模块提供了12种定义好的特效如地面爆炸explosion闪光flash烟雾smoke碎片debris空中爆炸flak等这些特效都是基于粒子系统的特效模式其属性是封闭的不能直接控制更改在条件合适或仿真要求不高的情况下可直接使用
动静态模型定义模块定义其在仿真场景中的各项属 性 参数 。该模 块起 到 的主要 作用是 构 建一 个可 以动
态 调用 的完整 模 型 数 据 库 ， 模 型 库 主 要 存 储 ． ｎ ｔ 、
．
ｆ ｓ ｔ 、 ． ３ ｄ ｓ 、 ． ｍ ａ ｘ 、 ： ｌ ＝ ． ｉ ｎ ｔ ａ等 Ｖ ｅ ｇ ａ软件 兼 容 的
［ 摘 要］ 文章在对可视化视景仿 真技术 理论 研究的基础上 ， 分析建立 了爆炸毁 伤视景仿 真系统 的体 系结 构 ， 论
述 了在 Ｖ ｅ ｇ ａ软件环境下特殊爆炸毁伤效果的不 同实现方式 ， 包 括基 本特效 、 通过 Ａ Ｐ Ｉ 接 口设 置特效 以及 自定义粒 子系统对特效的影响 。综合运用这些方法能够有效提高特定 目标遭 到打击后爆炸毁伤 的视 景仿 真效果。 ［ 关键词 ］ 爆炸毁伤
王 平① ③ 陈智 刚① 郭光全② 孙 玉振 ③ 李益 强③
① 中北大学地下 目 标毁伤技 术国防重点实验室（ 山西太原， ０ ３ ０ ０ ５ １ ） ② 晋 西集 团（ 山西太原 ， ０ ３ ０ ０ ２ ７ ）
￣７ ７ ５ ３ ８部 队 （ 西藏拉 萨 ， ８ ５ ０ ０ ０ ０ ）