三维视景仿真系统中仿真过程管理的研究

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２ ２・
计算机技术与发展
第２ ２卷
１２ 三维视 景仿真 系统功 能和模块化框架结构 ．
为七个部分 ： 盘输 入 、 据 输入 、 置文 件 、 息 映 键 数 配 消
虚拟视景仿真系统主要功能包括三维物体 的真实
射、 场景控制 、 真显示 以及数 据存储 。根据使用 者 ， 仿
又可分为三个模 块 ， 分别 为 ： 输入模 块 、 处理 模块 和输 出模块 引。
ｃｎｒｌｓ ｌｔ ｎｅｖｒｎ ｎ ￣ ａ ｄｔ ｅｏｄｎ ； ｎ ｏ ｔｅｕｅ’ ｏ ｔ ｏ ｉｗ， ’ ｉｉｅ ｔ ｈｅ ｄ ｌ ：ｎｕ ｄ ｏｔ ，ｍｕａｏ ｎ ｉ ｍｅｔ ｏ ｉ ｉ ｏ ｉ ｄ ｙ，ａａｒｃｒｉｇ Ａ ｄｆ ｍ ｓｒ ｓｐｉ ｓ ｆ ｅ ｉ ｓｄｖｄｄｉ ｏｔｒｅｍｏ ｕｅ ｉｐ ｔ ｒ ｈ ｎ ｖ ｔ ｎ ｓ ｍｏ —
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感显示 、 三维场景管理 、 形调度 、 地 对象交 互及 实时对 象维护等 。根据系统功能需求 ， 系统分为三层 ： 将 界面
层、 系统管理层和数据层… 。层次结构如 图 １ 所示 ：
界 面
、
层
ｌ统 单Ｉ 工 栏 １ 控 栏 ｌ仿 图 显 窗 系菜 具 制 真 像 示 口 Ｉ １
处理系统 ， 图形硬件 的软件界面 。Ｏ ｅＧ 是 ｐｎ Ｌ作 为一个 性能优越 的图形应 用程 序设计 界 面 （ Ｐ） 适用 于广 Ａ Ｉ， 泛的计算机环境 。
作者简介 ： 王志伙 （ ９ ４ ） 男 ， １８ 一 ， 硕士 研究 生 ， 究方 向为 计算机 控 研 制、 智能 控制 、 网络控制 、 错控制 ； 容 张新家 ， 副教授 ， 究方 向为计 研 算机 网络 、 图形 图像 、 软件重构等。
Ｖｉｕａ ｉ ｕｌｔｏ ｓｅ ｓ ｌＳ ｍ ａ ｉ ｎ Ｓｙ ｔ ｍ
ＷＡ ｈ－ ｕ ， Ｈ ＮＧ Ｘ ｎ ｊ ， ＮＧ Ｚ ｉｈ ｏ Ｚ Ａ ｉ－ｉ ＭＡＯ Ｊ ａ ｉ ｎ
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过程 中 ， 需要 多次调 用三维模 型和调 用多种 不 同的模 型 ， 对这些模 型进行可 视化 的处理 。这 对系统 的框 并
架结构提 出更 高要求 ， 既要达到真实 的仿真效果 ， 又要 优化 系统的工作 流程 。在仿真环境复杂到一定程度的
时候 ， 不至于系统运转 出错 。 文 中针对具体需 求 ， 阐述 了三 维视景仿 真 系统 中
管理 的研究 和提高。在基于 Ｏ ｅＧ ｐｎ Ｌ的虚 拟视景仿真
收稿 日期 ：０ １ ０ — １ 修 回日期 ：０ １ ０ — ４ ２１— ５ ３ ； ２ １—９ ０ 基金项 目： 国家 自然科学基金 （０ ０ １８ ６８３５ ）
Ｇａｈ ｉ ａ ， Ｓ Ｉ 司开发 的具有高性能 的图形 ｒ ｉ Ｌｂ ｒ 是 Ｇ 公 ｐ ｃ ｒｙ
第２ ２卷 第 １ 期 ２１ ０ ２年 １月
计 算 机 技 术 与 发 展
ＣＯＭＰ ＥＲ ＣＨＮＯＬ Ｎｏ １ ｌ２ ．
Ｊ ｎ ２ １ ａ． ０２
三维 视 景仿 真 系统 中仿 真 过 程 管 理 的研 究
Ｏ 引 言
三维视景仿真分仿真环境和仿真驱动两部分 。 仿 真环境 主要构成有 ： 模型 、 场景效果 、 纹理设计 、
特效演 示等 ， 它要求构造 出逼真 的三维模 型 以及 生 动 的纹理 和特效 ； 真过程 驱动 主要 有 ： 型调用 、 仿 模 场景 驱动、 大地形 处理 、 分布 式交互 等 ， 求逼 真地显 示仿 要 真环境 ， 实时交互响应等ｕ 。 大多数虚拟视景仿真系统 的研究 主要集 中在提 高
／
１ ｆ
管
理
层
对 象 组 织 管 理
模 地 形 管 理
型 库 管 理
仿 真 方 案 建 模
仿 真 对 象 建 模
仿 真 过 程 建 模
仿 真 过 程 控 制
仿 真 结 果 输 出
仿 真 记 录 回 放
仿真过程管理 的思路 和具体方法 。
仿 真场景和仿真结果 的真实性 方 面 ， 忽略 了仿 真过程
１ 三维视景仿真 系统 总体分析
１ １ 开发工具 的选择 ．
开发工具选 用 Ｍｉ ｏｏ 的 Ｖｓａ Ｃ ＋６ ０ 图形 ｃ ｓｆ ｒ ｔ ｉ ｌ ＋ ．， ｕ 接 口选 用 Ｓ Ｉ公 司 的 Ｏ ｅＧ 。 Ｏ ｅＧ 即 Ｏ ｅ Ｇ ｐｎ Ｌ ｐｎ Ｌ ｐｎ
块、 处理模 块 和输 出模 块 。同时 ， 中提 出了配 置文件 和三 维模 型 Ｘ 描 述两 种关键 方法 ， 别用来 存储仿 真 环境相 关数 文 ＭＬ 分
据 和简化 模 型调用 方式 ， 高了虚 拟仿 真 系统 的通用 性 。此方 法在 三维视 景仿 真系 统 的开发过 程 中成功地 进行 了应用 。 提 关键 词 ：ｐｎ Ｌ 视 景仿 真 ； 型管 理 ； 真过 程 管理 Ｏ ｅＧ ； 模 仿
中图分 类号 ：Ｐ １ ３ ｒ 文 献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ： ７ — ２ Ｘ ２ １ ）１ ｏ２ 一 ４ １ ３ ６９ （０２ ０ 一 ｏ ｌ０ ６
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｉ ｌ ｔ ｎ Ｐｒ ｃ ｓ ａ ａ ｅ ｅ ｔｏ ｈ ｅ － ｍ ｅ ｓｏ ａ ｓ ａ ｃ ｎ Ｓ ｍｕ ａ ｉ ｏ ｅ ｓＭ ｎ ｇ ｍ ｎ ｆａ Ｔ ｒ ｅ Ｄｉ ｎ ｉ ｎ ｌ ｏ
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图 １ 仿 真 系统 结 构 图
管理层包括建模管 理 、 真管理和 系统管 理。建 仿 模管理包括对 象模 型 的管理 （ 创建 、 添加和 删除 ） 过 、 程模型 的管理 （ 建 、 创 添加 和删 除 ） 仿 真管理 包括仿 ； 真时间管理等 。 数据层主要用于提供数 据 的存储 和读 写。包 括 ： 仿真模型库和仿真数 据库 。仿真模型库用于提供仿真 的对象模 型。仿真 模型 库通 过 Ｃ Ｍ 接 口实 现 “ Ｏ 即插 即用 ” 由系统进行统一 的管理 。同时 ， 提供地形 数 ， 还 据接 口、 天气系统等接 口， 以方便用户进行 自定义场 可 景模 型的调用 。
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王 志伙 ， 张新 家 ， 毛 晋
（ 北工业 大学 自动化 学院 ， 西 陕西 西安 ７０ ２ ） １ １９
摘 要 ： 维视 景仿 真 系统 的仿真 过程 管理 一直是 计算 机 图形学 领域 的热 点之 一 。三 维视 景仿 真 系统 的研 究 主要 集 中在 三
虚拟 环境 的真 实性 方面 ， 真 过程 管理 的研 究还没 有被 很 好地解 决 。文 中按照 功能 将 三维 虚拟 视 景仿 真 系统分 为七个 模 仿 块 ： 据输 入 、 数 键盘 输入 、 文件 、 息映射 、 控制 、 真环境 显示 、 据记 录 ； 配置 消 场景 仿 数 又从 用 户角 度划 分 出三 个模 块 ： 模 输入
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