電子沙盤論文：小議電子沙盤系統(tǒng)開發(fā)過程

1、電子沙盤論文：小議電子沙盤系統(tǒng)開發(fā)過程 作者：王李雅 高虎 單位：廊坊師范學(xué)院數(shù)學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院 廊坊師范學(xué)院物理與電子信息學(xué)院 1地形設(shè)置模塊該模塊的主要功能是結(jié)合不同的仿真演練需求，提供不同的地形，包括海洋地形和陸地地形，地形觀察模塊觀察模塊能夠?qū)崟r反映氣候模塊、地形模塊、地物部署及兵力模塊中進行的設(shè)置，可以及時準確地觀察虛擬戰(zhàn)場情況。由于虛擬戰(zhàn)場中演練的場景規(guī)模大，有時需要在一個時刻從不同的角度的觀察地形，同時大量的虛擬實體在演練中出現(xiàn)，他們除了需要操作員視景外，還需要其它的視景，如二維態(tài)勢圖等。因此在該編輯器中增加了多視口功能。設(shè)施部署模塊該模塊能以快速、準確、直觀的效果部署兵力及設(shè)施

2、以實現(xiàn)仿真演練的需要?？梢愿鶕?jù)需要控制部署實體的運動，通過外部數(shù)據(jù)的輸入能夠靈活改變部署的方式，使用的屏幕拾取技術(shù)可以在三維戰(zhàn)場中直接進行部署。部署到環(huán)境中的實體及設(shè)施都已進行地形匹配。裝備信息查詢模塊裝備信息查詢模塊用于對選中的實體信息進行查詢，顯示的信息包括裝備實體的名稱、類型、產(chǎn)地和射程等信息。地理信息查詢模塊地理信息查詢模塊用于查詢地形某一點的坐標信息，以及兩點間的距離、高程差和通視性，以此為決策提供輔助信息。錄制與回放模塊錄制與回放模塊可以對場景中的實體、實體的動作、特殊效果和戰(zhàn)場環(huán)境進行記錄和事后回放。可以有選擇地記錄部分信息，也可記錄全部信息6。 環(huán)境驅(qū)動的實現(xiàn) 系統(tǒng)實現(xiàn)交互關(guān)鍵

3、依靠環(huán)境驅(qū)動，它包括4個方面，即：模型調(diào)動處理、場景驅(qū)動、大地形處理和分布交互，環(huán)境驅(qū)動要求實時響應(yīng)交互操作，高速逼真地重現(xiàn)仿真環(huán)境等7。環(huán)境的驅(qū)動可以使用vega、vtree或opengvs作為開發(fā)軟件?？紤]到開發(fā)的簡單性，采用vega軟件。vega是multigen公司開發(fā)的面向?qū)ο蟮奶摂M現(xiàn)實平臺，其中包含lynx圖形界面，以及完整的c+應(yīng)用編寫程序接口，一系列相關(guān)的可選模塊和庫，基于vega的仿真驅(qū)動程序的開發(fā)過程（圖略）在基于vega的圖形界面lynx里，添加flt模型文件到場景中，各種flt模型文件則由creator建立。通過對系統(tǒng)的初始化參數(shù)的設(shè)置，就可以得到各個視點方式、模型設(shè)定

4、位置、視點位置、運動方式、特殊效果。物體和視點的運動方式都有數(shù)據(jù)讀入和路徑設(shè)置2種方式，可以在lynx中直接設(shè)置路徑，通過編寫程序來進行數(shù)據(jù)讀入（包括實時和非實時2種）。在lynx中設(shè)置好各種參數(shù)之后生成.adf應(yīng)用程序配置文件。在應(yīng)用程序中，可直接調(diào)用該.adf文件，對場景進行驅(qū)動8。 其他關(guān)鍵技術(shù)的解決 屏幕拾取技術(shù)投影矢量的算法投影矢量（projectionvector）：把視點位置作為開始點，用鼠標在屏幕上想三維場景深處指向一個矢量。投影矢量的開始點為視點坐標，它是個已知參量，重要的是怎樣確定投影矢量的方向。屏幕用虛線邊框來表示，從視點引到屏幕上的虛線就是投影矢量。投影矢量方向角的數(shù)值

5、為投影矢量在坐標軸上的偏移角與視口（相機）在世界坐標系中的旋轉(zhuǎn)角之和。aovv：屏幕垂直方向上視口的視場角；aovh：屏幕水平方向上視口的視場角；pos（x,y,z）：世界坐標系中視點的坐標位置；rot（x,y,z）：世界坐標系中視口（相機）的旋轉(zhuǎn)角。vec（x,y,z）：世界坐標系中投影矢量的方向。cp（x,y）：鼠標位于屏幕上的二維坐標；：x軸上投影矢量的偏移角；：y軸上投影矢量的偏移角；：視口右邊緣和視口中軸線的偏移角。推導(dǎo)后得出：（式略）先把投影矢量求出，再通過使用區(qū)間型碰撞進行檢測，將檢測線段的起點設(shè)定為視點坐標終點，將其定在沿投影矢量距起點10000m處，終點用end（x,y,z）

6、來表示，則：end.x=pos.x+10000cosvec.!x-sinvec.!y!（6）end.y=pos.y+10000cosvec.!y-sinvec.!x!（7）end.z=pos.z+10000cosvec.!x-cosvec.!y!（8）實現(xiàn)對三維實體的屏幕拾取。4.2地形分塊調(diào)度技術(shù)將整個地形劃分為若干塊小單元地形，即稱其為裝載模塊。用不同的地形模型文件將裝載模塊存好，再采用外部引用方式分別調(diào)入，再次構(gòu)造一個完整的地形模型。在測繪制作地形時，觀察者范圍內(nèi)部的裝載模塊需要處理，而整個地形模型就不需要調(diào)用了，能很好地提高視景仿真的實時性能。將通過對地形的實時動態(tài)調(diào)度算法來完成。 結(jié)語 如實時添加實體、標繪、天候環(huán)境設(shè)置等。該系統(tǒng)可實時顯示所編輯的三維虛擬環(huán)境，選擇不同地形塊，添加建筑物、樹木、橋梁等文化特征要素，并可對加入到場景中的實體進行控制以及對地理信息和裝備信息進行查詢。該系統(tǒng)所建立起來的地形環(huán)境，可以直接應(yīng)用于軍事演練的系統(tǒng)中。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在軍事領(lǐng)域的武器研制和作戰(zhàn)訓(xùn)練方面已經(jīng)得到廣泛的