淺析機場后勤保障系統靜態建模技術

[摘要]：本文介紹了當今主流的虛擬現實設計平臺，分析了實現機場系統仿真建模過程中的難點問題，探討了靜態建模的關鍵技術，提出了該系統的設計方案，結合當今機場虛擬現實仿真的發展狀況，指出了未來的方向。

[關鍵詞]：虛擬現實 后勤保障 機場 仿真

未來戰爭是現代科學技術的較量，它越來越多地呈現出技術高新化、過程綜合化、打擊精確化等特點，這給空軍機場的后勤保障帶來了嚴峻的挑戰。在這個大背景下，機場后勤保障建設的信息化進程亟待提高。

一、虛擬現實平臺介紹

當前風靡世界的虛擬現實設計平臺有很多，它們大多開發有完備的軟件包和出色的場景描述及驅動功能，場景描述負責構型和建造，驅動負責完成場景漫游和視景仿真，它們兩個缺一不可。介紹優秀常用的平臺如下：

（一）MultiGen平臺

MultiGen Creator軟件由美國MultiGen Paradigm公司開發，它擁有針對實時應用優化的OpenFlight數據格式，強大的多邊形建模、矢量建模、大面積地形精確生成功能，以及多種專業選項及插件，能高效、最優化地生成實時三維（RT3D）數據庫，并與后續的實時仿真軟件緊密結合，在視景仿真、模擬訓練、城市仿真、交互式游戲及工程應用、科學可視化等實時仿真領域有著世界領先的地位。驅動引擎Vega將先進的模擬功能和易用工具相結合，對于復雜的應用，能夠提供便捷的創建、編輯和驅動工具。

（二）VRML平臺

虛擬現實三維立體網絡程序設計語言VRML具有通過運行VRML程序建立網頁與網站、合成聲音圖像以達到影視效果、創建二維立體造型和場景以實現更好的立體交互界面、具有感知功能等四大特點。節點是VRML文件的最基本的組成要素，VRML文件就是由許多節點層層嵌套而構成的。一部分節點表示對象，如長方體(Box)、圓柱體(Cylinder)、圓錐體(Cone)等等；一部分節點則把相關節點放在一起。此外，VRML還定義了一些提供特殊功能的節點，如控制視點、檢測器節點等。節點由域組成，每個域都有域值。這些域值指定了一個場景的特征，每個域值都有自己的默認值。

（三）VR-Platform平臺

VR-Platform三維互動仿真平臺是一款由中視典數字科技獨立開發的具有完全自主知識產權的三維虛擬現實平臺軟件。該軟件適用性強、操作簡單、功能強大、高度可視化、所見即所得，可廣泛地應用于軍事模擬、城市規劃、室內設計、環境藝術、產品設計、工業仿真、古跡復原、橋梁道路設計等行業，它的出現給正在發展的機場后勤保障VR注入新的活力。

（四）Vizard平臺

Vizard是一款優秀的虛擬現實開發平臺軟件，它基于C/C++，運用新近OpenGL拓展模塊開發出的高性能圖形引擎。當運用Python語言執行開發時，Vizard同時自動將編寫的程式轉換為字節碼抽象層（LAXMI），進而運行渲染核心。圖形效能的最大化在視域剪裁和紋理及材質屬性分類的演繹中得以體現。隨著圖形處理器（GPU）運算速率的不斷提升，LAXMI可助在運用過程中充分利用圖形流水體系的技術優勢。

二、機場系統靜態建模實關鍵性技術研究

靜態建模技術的好壞直接影響到虛擬現實的環境質量，進而影響到虛擬訓練的逼真水平，建立的模型越精確，造成的沉浸感也越明顯，虛擬現實的效果往往也越好，因此總結提高靜態建模技術是十分必要的。其實，靜態建模技術更多指的是對某種平臺的熟練程度和使用技能。

以MultiGen平臺為例，在機場環境建模過程中，會遇到諸如對象多、工作量大等許多實際操作問題，所有的三維模型都存在于一個數據庫中，以節點為單位進行存儲。所以，數據庫結構視圖的組織和設計至關重要。

公告板（Billboard）技術可以用來方便地創建機場上的一些場務保障設備對象，如攔阻網、助航燈光、機場標志等。特別是當所模擬對象是不規則幾何體時，公告板技術更顯示出其優勢。我們只需在PS中處理紋理時，將要透明的區域存儲為具有ALPHA通道的選區，然后調用平臺的紋理編輯器生成RGBA紋理，就可以制作出具有真實透視效果的飛機攔阻網。在安裝DLL動態鏈接庫后才能正常使用此技術，且必須設置副節點，才可以彈出公告板工具。

動畫序列技術需要用到Flipbook工具，它可用來創建基于幀的動畫序列。雖然我們創建的是預先設置好每一幀的動畫，但是當建好模型，在場景驅動引擎中進行瀏覽時，它就成為可以隨著時間而自動繪制出每一幀圖像的實時圖。此工具相當于錄制了一個宏，集合了一組操作。關鍵之處在于，這組操作是在嚴格相同的空間位置進行十五張紋理的粘貼的，因此制作出的動畫序列才可以演示出原來逐幀動畫的效果。

將CAD平面圖轉換為DXF格式圖，就可以導入MultiGen平臺了。據此，我們可以確定模型的基本尺寸和精度。接下來，就是要大量收集建立系統模型的資料。這些資料主要包括模型實際尺寸、紋理效果(圖片)、所處坐標位置等．并對這些資料進行初步整理和處理。這里的處理包括對資料進行分類和篩選，以及對獲取的圖片資料的處理。最后，我們用平臺進行模型的建立。

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