基于虚拟现实技术的三维交通环境仿真

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1、基于虚拟现实技术的三维交通环境仿真：针对三维交通环境数据仿真的需求，分析了三维交通环境的构成要素，探讨了三维交通环境仿真的步骤与方法，研究了虚拟现实技术在三维交通环境仿真中的应用，并以一个实例运用虚拟现实技术进行了三维交通环境的仿真，提供了相应的核心代码。　　关键词：虚拟现实；交通环境；仿真　　：TP391：A：1009-3044(2011)11-2694-02　　Simulate3DTrafficEnvironmentBasedonVirtualReality　　HEBi　　(DepartmentofCivilEn

2、gineering,ShandongJiaotongUniversity,Jinan250357,China)　　Abstract:Onthebasisoftherequirementof3Dtrafficenvironmentsimulation,thestructureelementsof3Dtrafficenvironmentethodofenvironmentsimulationentsimulationpleofsimulating3Dtrafficenvironmentbasedonvirtualreal

3、itycodeent;simulate　　随着城市人口数与机动车保有量的不断攀升，交通出行的需求与交通设施服务供给之间的矛盾不断升级，交通拥堵的发生频率和严重程度也不断上升。解决交通问题有两个思路，一是改建和扩建现有交通设施体系，二是提高交通管理水平，其中提高交通管理水平是充分挖掘现有交通设施体系潜能，缓解交通压力的有力手段，交通信息化管理是提高交通管理水平的一个重要措施，交通信息化管理的基础是交通设施系统的数字化，利用虚拟现实技术对三维交通环境进行仿真是交通设施系统数字化的重要方式。在虚拟现实技术的支持下，三维交通

4、环境在计算机平台上进行仿真，车流、人流等交通要素能够在仿真环境中进行模拟运行，从而为不同的交通管理方案提供了低成本的试验条件。　　1仿真系统总体设计　　三维交通环境仿真系统包含路面、标志标线、指示牌、路灯照明系统、隔离带、绿化带等所有交通要素的仿真，交通要素通过统一坐标系集合在一个空间参考系中进行管理。仿真系统的总体结构如图1所示。　　其中，环境设置单元和空间坐标单元是系统的基本设定，通过这两个单元，可以确定系统的背景颜色、坐标原点等控制性的要素，从而为每个交通要素所处的位置起到一个参考坐标系的作用。基本造型单元和外

5、部元素引入单元的作用是构造各种交通要素，通过系统内在的基本造型（如立方体、圆柱等常用图形）以及外部提供的实景照片等来完成各种交通要素的构建。人机交互单元是实现仿真系统能动性的关键，通过人机交互单元，人们可以从多角度来以各种方式控制仿真场景的变换。　　2虚拟现实技术下的仿真系统开发　　仿真系统利用虚拟现实建模语言VRML开发，编辑器采用VrmlPad工具，而编译器采用CortVRML，系统的最终浏览通过IE浏览器进行浏览。VrmlPad是一个体积小巧、使用方便、功能强大、可即时预览分部造型单元并提供元素结构树型目录图的

6、虚拟现实建模语言编辑器，通过它所编写的虚拟现实代码经过CortVRNL编译器的编译即可供最终用户浏览虚拟现实环境。下面以三维交通环境模拟中的几个典型功能的代码进行示例：　　2.1环境特征的设置　　环境特征的设置是指在系统中设定交通环境的背景特征等基本要素。　　Background{　　skyColor[0.2,0.9,0.2]}//以RGB值来定义背景颜色，三个参数代表R/G/B的份量，从而确定仿真系统背景的色彩。　　2.2地物创建　　地物创建是指利用系统中可调用的不同外形的立体图形来创建不同的地物对像。　　Tran

7、sform{　　translation224//定义地物造型出现的位置　　children　　Shape　　appearanceAppearance　　materialMaterial　　diffuseColor100//定义地物造型的表面颜色　　geometryCylinder}//定义地物造型的形状　　2.3外部地物要素的引入　　外部地物要素的引入是指在系统中可调用的形状对像不能满足需要时，从系统外部引入相应的形状来表达不同的地物，例如可以引入实地拍摄的树木的图片进行贴图从而表现树木。　　Transform　　{

8、translation011//确立要放置图片的位置　　scale0.30.30.3//确定放置图片的容器的大小　　children　　Shape　　appearanceAppearance　　textureImageTexture　　url"tree.jpg"//引入外部图片的语句，这里用的是绝对路径，也就是说图片应该放在虚拟现实　　主程序所