基于MultiGen Creator和Vega的虛擬訓練場(chǎng)設計研究

　　(1)靜態(tài)實(shí)體建模。靜態(tài)實(shí)體主要有固定的訓練器材設施、道路、樹(shù)木、建筑物等。由于訓練場(chǎng)內的訓練設施數量比較多．所要建模的數據量比較大．不可能把所有模型都放在整個(gè)訓練場(chǎng)場(chǎng)景中進(jìn)行建模．因此可以單獨地制作每一個(gè)訓練器材。最后將所有模型集成為整個(gè)訓練場(chǎng)場(chǎng)景。

　　對于單一的固定訓練器材 ．可以將訓練器材進(jìn)行結構分解 ，運用 Creator的多種幾何工具進(jìn)行構建，再進(jìn)行組合。形成完整的單一實(shí)體。

　　由于訓練場(chǎng)周邊的建筑物相對較少 ．形狀都較為規則 ．因此可以簡(jiǎn)單地進(jìn)行幾何建模并貼上紋理。Creator中的布告板 ．可以使模型在仿真過(guò)程 中始終保持面對視點(diǎn)．通常用于創(chuàng )建場(chǎng)景中類(lèi)似路燈或者樹(shù)木等具有對稱(chēng)性的實(shí)體。方法是將表示物體的透明紋理貼到模型表面．然后在運行時(shí)，模型會(huì )自動(dòng)旋轉 ，始終面向視點(diǎn)。我們可以運用這種方法來(lái)實(shí)現訓練場(chǎng)中樹(shù)木 、路燈等模型的建模 ，從而減少模型中多邊形的數量．提高仿真效率。

　　根據實(shí)時(shí)漫游特性的需要．我們可以選擇圓柱面和半球面模型對天空進(jìn)行建模，并用紋理映射的方法體現天空背景。

　　(2)動(dòng)態(tài)實(shí)體建模。訓練場(chǎng)中的紅旗屬于動(dòng)態(tài)實(shí)體，利用Creator對其進(jìn)行建模主要是通過(guò)切換紋理來(lái)實(shí)現的。以在風(fēng)中飄揚的紅旗為例．首先利用 Photoshop對紅旗的紋理進(jìn)行處理 ．確定幾張要循環(huán)顯示的圖片。在根節點(diǎn)下建立幾個(gè)子節點(diǎn)．每個(gè)子節點(diǎn)建立一個(gè) 面，將處理好的紅旗紋理貼上每個(gè)面 ．設置每張圖片輪流顯示的時(shí)間，最后隱藏除第一個(gè)子節點(diǎn)以外的其它節點(diǎn)。這樣。一個(gè)迎風(fēng)飄揚的紅旗就完成了。

　　2．3 優(yōu)化模型數據庫

　　使用 Creator建模的最終 目的是為了在仿真程序中使用。在不影響場(chǎng)景真實(shí)感的前提下．為了保持程序運行的平滑性，提高系統運行的實(shí)時(shí)性．在制作模型的后期要盡可能的對模型進(jìn)行優(yōu)化處理。在構建虛擬訓練場(chǎng)景的過(guò)程中。主要采用以下優(yōu)化方法：

　　(1)刪除不必要的多邊形。我們可以通過(guò)刪除在視錐體中看不到的多邊形來(lái)減少多邊形的數量．這些多邊形包括模型內部的多邊形、其它多邊形后面隱藏的細節多邊形、模型底面的多邊形等

　(2)使用多層次細節模型。在不影響模型逼真性的情況下合理設置 LOD的層數 、每個(gè)層次間的切換距離、紋理的大小精細程度等，雖然會(huì )增加一些工作量 ，但卻節省了系統資源，提高了系統運行速度。

　　(3)采用實(shí)例化的方法對模型進(jìn)行處理。通常應用于表示三維場(chǎng)景數據庫中多次重復出現的對象實(shí)體．例如道路兩旁的樹(shù)木。實(shí)例化模型的優(yōu)點(diǎn)主要體現在能夠顯著(zhù)節省磁盤(pán)空間便于創(chuàng )建、編輯和修改模型。

　　3 場(chǎng)景漫游

　　所有的訓練場(chǎng)場(chǎng)景模型建立完成后．需要進(jìn)一步對模型進(jìn)行驅動(dòng) ．實(shí)現場(chǎng)景的實(shí)時(shí)漫游功能。首先 ，要設置 LvnX參數 。對觀(guān)察者、運動(dòng)方式 、環(huán)境特效等功能模塊進(jìn)行初步的設置。具體方法是：在 Scenes中設置為一個(gè)觀(guān)察者所能看到的所有對象模型：在 Observers中設置觀(guān)察者 ；在 Motion Model中為觀(guān)察者設 置運動(dòng)方式 ；在 Environments和 Environment Effects中設置天空和云的效果 。然后在系統中設置兩種碰撞檢測：一是與地面的碰撞檢測．使觀(guān)察者始終隨著(zhù)地形的變化而改變視點(diǎn)的高度 ：二是與訓練設施和建筑物的碰撞檢測，避免觀(guān)察者穿墻而過(guò)的情況。

　　在 vega中可以采用鍵盤(pán)控制漫游和固定路徑 自動(dòng)漫游本文主要是采用鍵盤(pán)控制漫游。具體來(lái)說(shuō)．是在Vega中的Motion Models面板選擇Drive運動(dòng)模式。最后需要生成可執行文件，可在 VC中激活其函數庫。

　　4 結束語(yǔ)

　　本文利用虛擬現實(shí)技術(shù)進(jìn)行了虛擬綜合訓練場(chǎng)場(chǎng)景的三維重建 ，運用 Creator建立起 了各種逼真的訓練設施 、環(huán)境 、地貌等模型．同時(shí)對模型進(jìn)行了優(yōu)化。然后利用 Vega工具開(kāi)發(fā)了漫游功能．基本上完成了虛擬訓練場(chǎng)的重建．并能與之進(jìn)行自然 、三維可視的交互，具有真正的沉浸感。虛擬綜合訓練場(chǎng)的實(shí)現。為建立其它形式的訓練場(chǎng)景提供 了一種可行性的方法 。具有一定的應用價(jià)值