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《二维地图与三维虚拟场景的互响应设计与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、测绘信息与工程JournalofGeomatics2003Feb.;28(1)33文章编号:1007_3817(2003)01_0033_02中图分类号:P283.49文献标识码:B二维地图与三维虚拟场景的互响应设计与实现黄健熙郭利华龙毅毋河海(武汉大学资源与环境科学学院,武汉市珞喻路129号,430079)摘要在介绍二维地图和三维虚拟场景各自优缺点的基础上,提出了二维地图和三维虚拟场景结合的互响应思想来解决当今独立的二维地图和独立的三维虚拟场景各自的不足之处,有机地结合了二维地图的宏观性、整体性、抽象性和三维虚拟场景的局部性、现实性、直观
2、性的优点,克服了二维地图的抽象多义性和三维虚拟场景漫游++的迷失感,在VC和Vega平台下编程实现了其集成。该系统在贵阳的示范工程建设中得到了较好的应用。关键词二维地图;三维虚拟场景;互响应;三维仿真;Vega地图是空间信息的载体,是对空间信息的抽象化、符号Vega是一种用于实时仿真与虚拟现实应用的高性能软化描述。二维地图是根据地图投影、地理坐标和比例尺,用件环境与工具,它由被称作LynX的图形化用户接口、Vega各种点状、线状、面状符号及文字注记和色彩等表示地形、地库组成。Vega的功能可以通过附加的特效模块来扩展,这貌、地物地理现象及社会经济现象。地图作
3、为常规性的测绘些模块扩展了用户接口,并为代码开发提供定制的大量的C产品,是一种有效的地理空间信息载体,在人们认识地理环语言写的函数库。这些函数库使用户能够快速开发新的虚境、获取并分析应用地理信息中发挥了重要的作用。二维地拟现实应用。一个函数调用能够代替成百上千的C代码,极[3]图以其宏观性、整体性、抽象性等优点,至今仍然是人们认识大地缩短了开发时间。空间信息的重要工具。随着计算机硬件与软件技术的飞速2互响应实现原理和流程发展,三维可视化技术也日臻成熟。它以现实性、直观性和逼真的视觉效果受到了人们的日益青睐,特别在城市规划设1)二维地图和三维虚拟场景互响应实现的基
4、本原理。计、军事指挥、城市仿真等中得到了广泛的应用。二维地图与三维虚拟场景之间的互响应思想早在三维虚拟然而,独立的二维地图和独立三维虚拟场景都有着自身军事训练中就得到了广泛的应用。三维虚拟军事训练时,为的不足之处。由于我们生活在一个真三维的现实世界里,而了解决士兵在虚拟环境造成的方向迷失感,三维虚拟系统常二维地图只对处于三维空间中的各种地理对象全部进行向常需要加入二维地图以弥补其不足。二维地图与三维虚拟二维平面投影的简化处理,导致第三维方向(即垂直方向)上场景间互响应与结合通常有两种思路:一是栅格地图和三维的几何位置信息、空间拓扑信息和部分语义信息的损失,不虚拟场
5、景的结合。通常是为了满足三维虚拟场景全屏显示[1]能完整地反映客观世界。同时二维地图的抽象多义性,给的要求。用户在需要的时候点击某一个键就可以显示出三我们认识空间信息带来了一定的困难。三维虚拟场景虽然维虚拟场景的对应栅格地图。其中栅格地图和三维虚拟场有逼真的视觉效果的优点,但也存在一些缺陷,其中一个重景之间需要一定的坐标变换和图像纠正。由于位图放大之要方面是在三维虚拟场景漫游时容易产生迷失感。用户往后会出现锯齿,所以对于精度要求较高的地图显示,其常常往只能看到视野范围中的物体,导致用户在漫游时缺乏整体达不到要求。二是二维矢量地图和三维虚拟场景的结合。感,常常迷失方
6、向。而二维地图和三维虚拟场景的有机结合其实现比前一种思路的难度更大,编程的要求也更高。但由可以达到二者之间优势互补。所以,二维地图与三维虚拟场于矢量数据放大之后,仍然可以精确地保持图形轮廓,而且景的互响应就应运而生,两者的有机结合和互响应也是今后二维矢量数据进行放大、缩小和目标的选择都比较容易实电子地图发展的一个重要方向和趋势。现,而倍受人们的关注。在系统的实现过程中也采取了二维矢量和三维虚拟场景结合的方法。即采用切分窗口,左边是1互响应的实现平台和环境二维矢量地图,右边是三维虚拟场景。通过互响应机制达到++在VC平台下编程完成二维地图的显示、部分编辑和两者的双
7、向通信。目标属性的查询等功能。三维虚拟场景部分则采用三维实要达到二维地图和三维虚拟场景之间的一一映射,必须++时驱动函数库Vega在VC下设计并实现的。一个成功的建立两者之间坐标系的惟一对应或对应地理目标名称(惟一三维虚拟场景是极其复杂的,必须具有灵活性、可移植性与的ID)的一一对应。在实际应用中,二维地图采用大地坐标实时交互的特性,这对于软件开发环境提出了非常高的要系,三维虚拟场景的X,Y也采用大地坐标系,Z表示高程。++求。如果从基本的代码行(如用C/C与OpenGL)开始开二维地图和三维虚拟场景中的目标名称也要求一一对应。发一个全新的三维虚拟场景,工作量将会
8、是非常大的
