基于Vega的机场天气特效视景仿真研究

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1、2008年10月第36卷第10期机床与液压MACHINETOOL&HYDRAULICSOct．2008V01．36No．10基于Vega的机场天气特效视景仿真研究李宁1，王立文1，陈慕华2(1．中国民航大学航空自动化学院，天津300300；2．北京首都国际机场股份有限公司，北京100621)摘要：在视景仿真中，云、雨、雪和闪电的模拟是视觉效果的一个重要组成部分。在Vega三维场景中，运用Vega的API函数、粒子系统的方法和三维图形库OPOnGL实现机场周边的云、雨、雪、闪电等天气特效，使三维视景的真实感更强。关键词：机场天气特效；Vega的API函数；粒子系统；OpenGL

2、中图分类号：TP311．52文献标识码：B文章编号：1001—3881(2008)lO一170-4AStudyofVisualSimulationforWeatherSpecialEffectsofAirportBasedonVegaLINin91。WANGLiwen‘，CHENMuhua2(1．AeronauticalAutomationCollege，CivilAviationUniversityofChina，Tianjin300300，China；2．BeijingCapitalInternationalAirportCompanyLimited，Beijing100

3、621，China)Abstract：Cloud，rain，snowandflasharetheimportantpartsofvisualeffectsinavisualsimulationsystem．TheAPIfunctionofVega，themethodofparticlesystemandthethree—dimensionalgraphiclibraryOpenGLwere印pliedtorealizetheweatherspecialeffectssuch鹅cloud，rain，snowandflasharoundtheairportinthree—dime

4、nsionalscene，whichmakesthescenemoreactual．Keywords：Weatherspecialeffectsofairport；APIfunctionofVega；Particlesystem；OpenGL0前言在机场天气特效仿真中，云、雨、雪、闪电等天气特效的模拟是视觉效果的一个重要组成部分。目前关于云、雨、雪、闪电模拟的方法基本都是采用粒子系统。在经济飞速发展的现代社会，飞行员的任务与日俱增，面临的现场情况也Et趋复杂。计算机模拟训练解决了以往飞行训练存在的耗费巨大，情况单一等问题。对于基于虚拟现实技术的飞行模拟训练系统而言，机场天气环

5、境的计算机三维模拟再现和视景仿真是其关键组成部分。机场天气特效视景仿真的逼真程度将直接影响模拟训练中飞行员的判断与决策，从而影响训练效果。因此开发出高仿真度的视景仿真子系统对飞行模拟训练系统的开发至关重要。1主要方法1．1Vega体系结构分析界面№LynX繁暑塞副篓障亟恽LVn^U1翟l腮1土厂—————]广———]界面和编程接uI塞H垒竺坚竺卜1VegI口(API)组成，拥uI旦I有27个核心类，LynX晤i西斗—4瓦别堡J提供其中20个类的L—L一参数调整图形接口。图1Vega的体系结构图Vega还包含一批可选功能模块，这些模块也嵌入LynX图形界面，同时提供c编程接口。

6、仿真应用程序中涉及的Vega类，在Lynx中调整属性，存为ADF文件，作为主程序的入口参数。ADF文件是Vega应用程序定义文件，负责部署仿真程序中应用的Vega类及其参数。Lyll)(创建、修改ADF文件，并且可以实时浏览该ADF定义的仿真程序执行结果。图1是Vega的体系结构图。Vega类是一个特有的概念，不同于面向对象的类的概念。后者是对数据和操作的封装，应用方法是“对象+方法”，而每个Vega类都是一个完整的控制结构，提供给外界的是管理类本身的API，用户通过调用这些API来应用类完成特定功能。在Vega中，几乎每一项功能都是通过类和类模块所提供的API完成的。因此每

7、个Vega类都是一个模块，一个C语言API的集合，用户自定义模块也是一个完整的Vega类，需要具备完整的编程接口。1．2粒子系统在机场天气特效仿真中，除了规则的几何实体之外，还需要大量的特效果，特别是云、雨、雪、闪电等。这些特殊效果的实现能够大幅度提高机场天气特殊效仿真的逼真度。我们可以通过粒子系统实现这些特殊效果，实现的方法从粗到细，从简到繁可以分为3个层次：(1)在Vega的特效模块中系统定义了多种典型特殊效果，如云、雨、雪等，可以直接调用添加到虚拟场景中，但可控参数太少，只能简单改变位置、大小等基