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188宝金博页面版: 虚拟现实技术在灌区实时仿真中的应用

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内容提示: 第 25 卷第 2 期Vol.25 No.2═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═水 利 水 电 科 技 进 展2005 年 4 月Apr. 2005Advances in Science and Technolog═y of Water Resources作者简介: 陈金水 (1949—),男,福建福州人,教授,从事计算机软件应用等研究.虚拟现实技术在灌区实时仿真中的应用陈金水,张季(河海大学计算机及信息工程学院,江苏 南京210098)摘要: 通过分析灌区三维场景中模型的类型及其特点,对不同...

文档格式:PDF | 页数:4 | 浏览次数:46 | 上传日期:2013-10-14 12:04:39 | 文档星级:
第 25 卷第 2 期Vol.25 No.2═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═水 利 水 电 科 技 进 展2005 年 4 月Apr. 2005Advances in Science and Technolog═y of Water Resources作者简介: 陈金水 (1949—),男,福建福州人,教授,从事计算机软件应用等研究.虚拟现实技术在灌区实时仿真中的应用陈金水,张季(河海大学计算机及信息工程学院,江苏 南京210098)摘要: 通过分析灌区三维场景中模型的类型及其特点,对不同类型的模型建立过程进行描述, 着重研究为实现系统实时运行所应进行的组织和管理各类模型数据的方法. 说明信息的交互方式,以及实现系统运行的数据流程控制,提出一个基于大量地理信息数据的简易型灌区虚拟现实系统的整体框架. 最后,阐述了实现灌区三维场景建模所采用的技术和方法,以及进行数据实时仿真、实时控制的实现过程.关键词: 虚拟现实;灌区;数字高程模型;实时仿真中图分类号: TP391 .9; S27文献标识码: A文章编号:1006-7647 (2005)02-0043-03Application of virtual reality to real-time simulation of irrigation districts//CHEN Jin-shui, ZHANG Ji ( College ofComputer& Information Engineering, Hohai Univ. , Nanjing 210098, China)Abstract: Based on an analysis of the types and characteristics of models for the 3-D scene of virtual irrigation districts, adescription was made of the setting-up course of various models, with emphasis placed on the method of data management fordifferent models so as to realize the real-time operation of irrigation districts. Meanwhile, an introduction was given to theinformation interactive way and data control procedure for the operation of the system, and an integral framework for the simplevirtual reality system of irrigation districts was put forward based on a great deal of geographical data. Finally, the key techniqueand method for modeling of the 3-D scene for irrigation districts and process of real-time simulation and control were expounded.Key words: virtual reality; irrigation district; digital elevation model; real-time simulation灌溉工程建筑物是水利工程设施之一, 对促进我国农业发展起着极其重要的作用 . 由于灌区规模大、管辖范围广, 人员技术力量薄弱, 因此, 如何实时、直观地展示灌溉工程建筑物的运行情况,是实现灌区信息化管理、 工程建设以及水资源调配的决策基础. 通过三维实时仿真来表现灌溉工程建筑物的运行状态,不仅为灌区管理提供了科学手段,而且投资。虼私衔每尚.1灌区三维场景及其特点灌区主要是通过渠道以及各种取水、 分水建筑物,如水闸和泵站等, 把灌溉用水从水源引 入田间 .因此,其三维场景不仅包括灌区内的自 然地形和地貌,而且包括灌溉工程建筑物、水体以及区域内所种植的作物 . 显然, 灌区的三维场景中可见实体很多,按模型种类可以简单地分为地形模型、 地物模型和复杂实体模型 3 种 .地形模型主要是地形、 地貌及湖泊、 河流模型,它主要是指仿真区域内地理表面的形态. 虽然地形模型相对稳定,但是构造地形模型的数据量通常较大,不宜一次性构建,建立基于地形数据的自动分页和存储机制是一种常用且有效的基本方法. 为地形数据构建一个存储空间,在动态渲染过程中,随着视点的移动不断更新数据页中的数据块, 并通过系统设置更新数据页的数据来源.地物模型主要是一些地面文化特征景物模型,它包括地面上的人造景观及自 然景观. 渠道、 闸门、水库等是灌区三维场景中主要的人造地物模型. 为了准确地定位这些地物模型, 需要在建模时保持其与地形模型在地理位置上的一致, 因此也需要使用动态的方式进行构建.复杂实体模型就是一些在虚拟环境中能够自主运动 (如人、 动物等) 或者被动 (受控) 运动 (如闸门、水泵等)的模型. 作为相对复杂的实体模型,使用程序直接构建往往增加了 程序的复杂度, 而使用AutoCAD 以及 3DMAX 等建模工具建立模型,则可简化程序的实现. 同时, 为增强虚拟环境的真实感, 在灌区三维场景中添加能够自主运动的复杂实体模型?34?水利水电科技进展,2005,25 (2)Tel:025-83786335E-mail: jz@ hhu . edu . cnhttp: //kkb . hhu . edu . cn

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