利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)虛擬綜合訓(xùn)練場(chǎng)場(chǎng)景的三維重建

1 MultiGen Creator和 Vega軟件介紹

　　1．1 Creator建模軟件

　　MultiGen Creator是 由 MultiGen—Paradigm公 司開(kāi)發(fā)的一種用于對(duì)可視化系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行創(chuàng)建和編輯的交互工具。MuhiGen Creator是世界上領(lǐng)先 的實(shí)時(shí)三維數(shù)據(jù)庫(kù)生成系統(tǒng)．具有完整的交互式實(shí)時(shí)三維建模系統(tǒng)。廣泛的選項(xiàng)增強(qiáng)了其特性和功能。用于產(chǎn)生高優(yōu)化 、高精度的實(shí)時(shí) 3D內(nèi)容，可以用來(lái)對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)仿真、城市仿真和計(jì)算可視化等復(fù)雜場(chǎng)景的視景數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行產(chǎn)生、編輯和查看。這種先進(jìn)的技術(shù)，由包括自動(dòng)化的大型地形和三維人文景觀產(chǎn)生器 、道路產(chǎn)生器等強(qiáng)有力的集成選項(xiàng)來(lái)支撐。

　　MuhiGen Creat0r在滿足實(shí)時(shí)性的前提下．能夠生成面向仿真的、逼真性好的大面積場(chǎng)景。它可為 25種之多的不同類型的圖像發(fā)生器提供建模系統(tǒng)工具 ．其 OpenFlight格式在實(shí)時(shí)三維領(lǐng)域中成為最流行的圖像格式 ．并成為仿真領(lǐng)域的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

　　1．2 Vega實(shí)時(shí)仿真

　　Vega是 MultiGen—Paradigm公司應(yīng)用于實(shí)時(shí)視景仿真 、聲音仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域的軟件環(huán)境 。它把先進(jìn)的仿真功能和易用的工具結(jié)合在一起，創(chuàng)建 了一種使用最簡(jiǎn)單 ，但最具創(chuàng)造力的體系結(jié)構(gòu)．來(lái)創(chuàng)建 、編輯和運(yùn)行高性能的實(shí)時(shí)應(yīng)用。Vega使用 Lynx界面定義和預(yù)覽應(yīng)用程序。在 Vega中包含了創(chuàng)建一個(gè)應(yīng)用程序所必須的全部 API．但是簡(jiǎn)單的應(yīng)用程序僅靠 Lynx 就可以實(shí)現(xiàn) Lynx是一種基于 X／Motif技術(shù)的點(diǎn)擊式圖形環(huán)境 ．用戶只需通過(guò) 鼠標(biāo)即可驅(qū)動(dòng)圖形中的對(duì)象以及動(dòng)畫(huà)中的實(shí)時(shí)控制．并允許用戶在不 同時(shí)編寫(xiě)源代碼 的情況下即可配置一個(gè)應(yīng)用程序。 Vega還包括完整的 C語(yǔ)言應(yīng)用程序接13．為軟件開(kāi)發(fā)人員提供 了最大限度的軟件控制和靈活性。

　　2 構(gòu)建虛擬訓(xùn)練場(chǎng)

　　以某綜合訓(xùn)練場(chǎng)場(chǎng)景三維重建為例 ．進(jìn)一步討論了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。系統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程如圖 1所示。

　　2．1 建模數(shù)據(jù)的獲取及處理

　　虛擬綜合訓(xùn)練場(chǎng)場(chǎng)景 ．需要獲取的建模數(shù)據(jù)主要是指訓(xùn)練場(chǎng)內(nèi)各種器材設(shè)施的參數(shù)信息 、周邊建筑物的信息、整個(gè)訓(xùn)練場(chǎng)的分布信息以及環(huán)境景觀的紋理信息。

　　對(duì)獲取的信息進(jìn)行處理 ．主要是對(duì)照片紋理信息的處理 。先通過(guò)數(shù)碼相機(jī)拍照．再利用 Photoshop或者 Creator自帶的紋理處理工具進(jìn)行截取、糾正 、縮放等處理。盡管 Creator對(duì)紋理的格式 、大小沒(méi)有太多的限制，但 Vega對(duì)紋理數(shù)據(jù)的要求相對(duì)比較嚴(yán)格 ．不能滿足要求的紋理不能正確顯示 ，所 以必須對(duì)Creator用到的紋理進(jìn)行編輯由于綜合訓(xùn)練場(chǎng) 的地形較為平坦．可 以采用 Delaunay算法將 DED格式的地形數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化。[

基于MultiGen Creator和Vega的虛擬訓(xùn)練場(chǎng)設(shè)計(jì)研究

　2．2 三維建模

　　根據(jù)所獲取的建模數(shù)據(jù) ．可利用 Creator建立起三維場(chǎng)景模型，包括訓(xùn)練場(chǎng)的各種器材設(shè)施 、附近的建筑物、花草樹(shù)木 、道路等。訓(xùn)練場(chǎng)場(chǎng)景模型層次結(jié)構(gòu)如圖2所示。綜合訓(xùn)練場(chǎng)的場(chǎng)景模型主要分為靜態(tài)實(shí)體和動(dòng)態(tài)實(shí)體 。