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1、基于MultiGenCreator/Vega的道路三维实时仿真系统实现方法涂圣文1,吴小平1,苏州2(1.华中科技大学,湖北武汉430070;2.湖北省公路局科研所,湖北武汉430030)摘要:介绍了利用MultiGenCreator/Vega为平台,建立道路工程三维仿真系统的一般过程;分析和论述了道路仿真系统中地形地貌的生成、道路三维模型的建立及虚拟场景的生成。关键词:公路;虚拟现实;Creator;Vega;纹理映射;OpenFlight文章编号:1671-2668(2005)03-0028-03中图分类号:U412.24文献标识码:A道路以及附属设施的三维模型可以通过对Au2toCAD
2、的二次开发,利用设计项目的数据文件,在AutoCAD中建立起来。这样的模型应用在动画中效果还是可以的,但如果要进行真正意义的虚拟现实,建立道路工程的实时系统,就不合适,过多的平面片将严重影响道路工程的实时系统性能。Multi2Gen-Paradigm公司的Creator/Vega产品,则可以提供完全意义上的道路工程三维实时仿真系统的解决方案。Vega能显著地提高工作效率,同时大幅度减少源代码的开发时间。2MultiGenCreator/Vega道路三维实时仿真系统解决方案Creator/Vega建立道路工程仿真系统的一般工作为地形地貌建模、道路三维建模和道路仿真系统场景合成。2.1基于Ter
3、rainPro的地形地貌生成实现方法道路工程都处于一定的地形地貌环境中,生成逼真虚拟地形环境是建立道路工程仿真系统的基本要求。Creator的TerrainPro模块在满足实时性的前提下,能生成面向仿真的、逼真性好的大面积精确地形。用它来实现三维地形的生成,能成批处理操作,生成高级的地形表面,实现纹理映射。2.1.1数据的预处理描述地形的的原始数据包括数字高程模型、文化特征数据及地表的数字正射影像数据。高程数据可以是USGS的DEM数据,也可以是NIMA的DTED格式或第三方资源,但是必须对这些高程数据进行预处理,转换成Creator的专用数据DED标准格式。Creator提供了多个转换工具
4、,如readusgs,im2age2ded,converttextfiletoded等。文化特征数据是指地面上建筑、道路、湖泊等地物的数据,包括点、线、面特征,也需转化为Creator支持的DFD或者DFDA标准格式。Creator提供了基于C语言DFDAPI。数字正射影像数据在建模时用于地表纹理覆盖。1MultiGenCreator/Vega简介MultiGen-Paradigm公司是于1998年9月由MultiGenInc.和ParadigmSimulationInc.合并而成的国际知名软件公司。在三维实时视景仿真领域,MutiGen以其强大的三维实体建模工具及三维地景生成,被公认为当今
5、最优秀的建模软件。Creator是一套高度逼真、最佳优化的实时三维建模工具,能够满足视景仿真、交互式游戏开发、城市仿真以及其他的应用领域。TerrainPro和Road2Pro是Creator的两个专业加强模块。其中Terrain2Pro是一种快速创建大面积地形地貌数据库的工具,使地形精度接近真实世界,并带有高逼真度三维文化及纹理特征。RoadPro是专业化的道路建模工具,可为驾驶仿真、模拟训练和交通事故重演创造完全仿真的道路模型,可创造出包含曲线超高、缓和曲线和竖曲线在内的真实的道路三维表面模型。Vega是MultiGen-Paradigm公司最主要的工业软件,用于实时视觉模拟、虚拟现实和
6、普通视觉。DED文件,进行地形生成的各项参数设置。将数字高程原始数据转换为DED后,Creator采用标杆(Posts)重新构建地形,通常标杆间隔是原始数据格网的间隔。为了控制场景复杂度和加快图形绘制速度,Creator提供了不同层次的细节模型(LevelofDetail,LOD)。LOD的原理是利用人们的视觉特性,对场景中的不同物体或物体的不同部分,采用不同的细节描述方法。在绘制时,如果物体离视点比较远,或者物体比较小,就可以利用较粗的LOD模型绘制;反之,如果物体离视点比较近,或者物体比较大,就必须用较细的LOD模型来绘制。创建地形的核心在于地形转换算法的选择。地形绘制时,Creator
7、提供了Polymesh,Delaunay,CAT和TCT四种算法。选择算法要根据用户数据库运行的硬件类型来决定,要考虑的因素包括处理速度、所支持的边界匹配类型、三角条带的能力、多边形数量的限制以及是否兼容二叉分类BSP。如果希望生成使用BSP的图形引擎,那么采用Polymesh算法生成统一的直线网格三角形的地形数据库是一种理想的算法。Delaunay算法特别适合于使用Z-buffer的硬件,因为它允许用户控制
