利用虛擬現(xiàn)實技術對虛擬綜合訓練場場景的三維重建

(1)靜態(tài)實體建模。靜態(tài)實體主要有固定的訓練器材設施、道路、樹木、建筑物等。由于訓練場內(nèi)的訓練設施數(shù)量比較多．所要建模的數(shù)據(jù)量比較大．不可能把所有模型都放在整個訓練場場景中進行建模．因此可以單獨地制作每一個訓練器材。最后將所有模型集成為整個訓練場場景。

　　對于單一的固定訓練器材 ．可以將訓練器材進行結(jié)構(gòu)分解 ，運用 Creator的多種幾何工具進行構(gòu)建，再進行組合。形成完整的單一實體。

　　由于訓練場周邊的建筑物相對較少 ．形狀都較為規(guī)則 ．因此可以簡單地進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程 中始終保持面對視點．通常用于創(chuàng)建場景中類似路燈或者樹木等具有對稱性的實體。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，模型會自動旋轉(zhuǎn) ，始終面向視點。我們可以運用這種方法來實現(xiàn)訓練場中樹木 、路燈等模型的建模 ，從而減少模型中多邊形的數(shù)量．提高仿真效率。

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

　　(2)動態(tài)實體建模。訓練場中的紅旗屬于動態(tài)實體，利用Creator對其進行建模主要是通過切換紋理來實現(xiàn)的。以在風中飄揚的紅旗為例．首先利用 Photoshop對紅旗的紋理進行處理 ．確定幾張要循環(huán)顯示的圖片。在根節(jié)點下建立幾個子節(jié)點．每個子節(jié)點建立一個 面，將處理好的紅旗紋理貼上每個面 ．設置每張圖片輪流顯示的時間，最后隱藏除第一個子節(jié)點以外的其它節(jié)點。這樣。一個迎風飄揚的紅旗就完成了。

　　2．3 優(yōu)化模型數(shù)據(jù)庫

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

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

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

　　(3)采用實例化的方法對模型進行處理。通常應用于表示三維場景數(shù)據(jù)庫中多次重復出現(xiàn)的對象實體．例如道路兩旁的樹木。實例化模型的優(yōu)點主要體現(xiàn)在能夠顯著節(jié)省磁盤空間便于創(chuàng)建、編輯和修改模型。

　　3 場景漫游

　　所有的訓練場場景模型建立完成后．需要進一步對模型進行驅(qū)動 ．實現(xiàn)場景的實時漫游功能。首先 ，要設置 LvnX參數(shù) 。對觀察者、運動方式 、環(huán)境特效等功能模塊進行初步的設置。具體方法是：在 Scenes中設置為一個觀察者所能看到的所有對象模型：在 Observers中設置觀察者 ；在 Motion Model中為觀察者設 置運動方式 ；在 Environments和 Environment Effects中設置天空和云的效果 。然后在系統(tǒng)中設置兩種碰撞檢測：一是與地面的碰撞檢測．使觀察者始終隨著地形的變化而改變視點的高度 ：二是與訓練設施和建筑物的碰撞檢測，避免觀察者穿墻而過的情況。

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

　　4 結(jié)束語

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