美军的EASYnat植物模型是一个用于美国电脑软件公司的建筑设计桌上型电脑、VIZ和3ds max系统的嵌入模拟器。该模型的主要特征包括植物的年龄、待调整的季节和植物的高度。地形结构的绘制和大型植被画面的制作是EASYnat2.5最主要的新特征。
REALnat植物模型也是专门设计用于实时环境模拟的,它可以很容易的模拟那些植物,来适应模拟器、虚拟现实和动态环境的生动变化率。直接的植物图片生成、自动化的三维面版生成和真实互动的环境能够产生实时的效果。REALnat V2程序是将作为用于多基因范例的Creator的嵌入程序来使用的,并可以作为一款单机版的软件,并已经发布。目前这些软件模型都在服役和使用。该项目承担商是Bionatics公司。
法国的OKTAL公司公司
拥有模拟和虚拟现实系统,它的软件用于训练、教育和通信。一些OKTAL的图像生成和绘图工具产品包括下面的一些图像模拟系统:
● AGETIM的多重传感器的三维模型
● EVARISTE3.4的驱动程序
● P2V的CAD的数据模拟
● SCANER2.2的驱动程序
● SIGS的开发用成套用具用于多重传感器的环境模拟
目前,公司的产品被大多数欧洲的公司采用,并在自己的训练系统中使用。
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| 巴黎市中心的de la Concorde 的OKTAL图像 |
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| 瓜德罗普岛太阳升起时的OKTAL图像 |
SOGITEC图像生成系统是一款基于COTS电脑和图表法程序而设计用于军事和民用的系统,它适合于对图像要求丰富、真实和高速运动的要求。该系统包括图形结构的连贯性、大范围的分辨率、视场变形地图、三维影像、多重地形绘制、太空光线模拟和提高到8兆象素的视频输出。系统频率是60Hz,包括32个频道。
每个频道在每秒钟能处理600万个多边形,在T-meshes中能达到1200万个。采用256兆信息存储结构,模型增加到2048X2048。包括对三原色alpha、照片结构、MIP-map、各向异性的过滤、可调制的幻灯片和等高线地形结构,有生气的微地形结构,碰撞/阴影/水平面/光泽的表面/光线图的模拟和仿真。每个频道提高到了15000个光栅光点。各多边形和光点总数系统的能力主要依据其系统的特殊配置。另外,每个频道传输以1.6象素每秒的速度,克服混淆问题的象素提高到16或24象素值,自动增加光度、使流畅和增强音效的模型。特别的效果还包括爆炸、烟、物体的破坏、风、粒子、视频地图、太阳光、空中和地面的闪光等。
Sogitec Sindbad地形数据库的生成是一个地形生成数据库的软件工具,并用于模拟器。设计它的主要用途是大面积地区地形迅速生成的数据库,它可以满足多重同时运行的要求,如在外部视窗、传感器、雷达、集成办公系统和任务支撑。系统的主要特征是具有一个独立的资料数据库(OTW、传感器、雷达、任务支撑)。
目前这些系统都在使用和服役中。项目的承包商的是Sogitec工业集团
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| Sogitec图像显示了马赛小山背面的景象 |
德国的awaron 模拟和虚拟现实图像系统产品
包括2002年的“图坎(图坎(tucan))”无人机系列的虚拟现实软件,建模工具采用三维图形、可视化、模型制作、动画和模拟。(在这里awaron和图坎(tucan)都是小写字母)。
“图坎(图坎(tucan))”软件的开发工作
awaron公司成立于2001年,开发自己的软件。称为“ 图坎(图坎(tucan))系列200”的软件第一次发布是在2002年9月,并取代了realax产品线。最新版本是2005年图坎(图坎(tucan))系列7.1版本。
基于图坎(tucan)的设计,是产生一个虚拟模型,利用输入的3D数据从其他系统或综合性系统进行实时建模。实际上是将实际和selt创造的纹理整合到虚拟场景,并进行现场视频。另外新增功能特点还包括:
图坎(tucan)辐射度:计算光线和阴影贴图与变量设置。
图坎(tucan)动画:定义动画(自动变换模型零件)和用户界面-屏幕等个别型号。
图坎(tucan) 前期设计的特点和职能是为前期工作进行制作和准备,并具有准备(数据大小减少,优化和改造)模型数据集改进的实时处理功能。
图坎(tucan)多信道:可以同声传译。
图坎(tucan)出口:将几何数据、材料性能及质地以VRML的2.0格式输出出去。
图坎(tucan)运行插件:对具体的开放插件可以使用不同的解决方案 。
图坎(tucan)安装。可以自由、方便的安装。为大众的使用提供了方便。
目前该系统在德国服役的。承包单位是Awaron公司。
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| Awaron图像模拟柏林的火车站 |
kmm图像生成工具系统是一个基于PC的系统,并用于该公司的车辆和战术模拟器。可以对白天、黄昏和夜间进行模拟。采用24位的颜色。系统的刷新速率是60赫兹。还可以生成包括交通灯及其他信号,同时模拟能见度变化(雾、薄雾)和降水(雨、雪)等特别效果。还可以模拟包括火车、汽车、人和动物等。建模工具使用的是多媒体生成工具,用于现场制作。目前该系统在服役中。项目承包单位是德国慕尼黑的克劳斯马菲(kmw)有限公司。
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| 柏林近郊线车站的kmw模拟图像 |
“公主”互动式人机界面系统中的“公主”互动开发环境是一个人机界面开发环境,为虚拟样机的飞行和地面为基础的模拟。可以实现二维和三维图形,编程语言使用的是C语言,采用Microsoft Windows操作系统 。目前在欧盟服役。
“公主”自动道路生成工具是一个创作工具,基于地缘的具体数据,为城市和道路驾驶生成模拟图形。该系统编程必须与道路建设法规相一致。道路建成为线,圆弧或欧拉螺旋线(又称clothoides )或兼而有之。 自动道路生成系统首先建立基本的道路网,然后再整合成地形,并最终增加了文化的资料,如建筑物和植被。 在电脑中使用Windows NT操作系统和OpenGL工具进行图形的计算。
目前该“公主”系统在德国服役。承包商是“公主”互动软件有限公司,另外的合作商为kmw和EADS的多尼尔公司
Rheinmetall公司的缸内直喷六氟CGI系统于1998年推出,是专门应用于飞行仿真和其他应用领域的。 系统的特点包含多信道能力,图像传感器、连续能见度和照明,可变视场、颠簸测绘、详细程度(层次细节)和超负荷管理等。另外,还具有大屏幕投射能力,内置测试(咬)与诊断系统。多边形的数目高达每通道100万个/秒, 能够在每个通道渲染多达500兆像素/秒,透明度多达256个级数水平,多达80个通道的同声传译,支持6自由度的动画或物体,具备反走样特点。刷新速率是60赫兹。 能够与elekrtonik数据库生成系统兼容。给于用户很好的可操控性。该系统可以应用在直升机模拟器,并在德国的比克堡的军中服役。项目承担单位是德国的Rheinmetall国防电子股份有限公司。
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| 模拟冬季行车条件 |
在VIRES图像生成和数据库系统中,铁路数据库包括了在德国、意大利、中国和其他国家的高速轨道、新城和郊区线路。公路数据库则包含了宝马,克莱斯勒,奥迪等制作公司的数据库内容,并进行计算机模拟和仿真。飞行仿真数据库 能够制作机场和跨国家的飞机机场。建模工具包括VIRES自己的软件,同时也包含其他的软件工具如3DMAX、多媒体生成创造器和Terravista。视觉系统包括硬件和软件,它是基于PC( 也可以使用Linux的操作系统 )的多声道系统。作为数据库和个别模型制作的系统可以生成的型号种类很多,主要包括飞机和地面等不同类型的车辆。该系统的特点还包括动画,文书生成,红外图象,照片编辑和纹理,符号和特殊效果等。 情景编辑器包括定义的交通行为和路径,以及界面和可视化的应用。硬件平台包括个人电脑、Sun公司的SGI、VME计算机总线和分布式系统。软件平台则包括在Unix (Sun公司SGI中的Linux版本),的OpenGL
目前,与宝马、克莱斯勒和戴姆勒等公司合作。项目承包单位是VIRES模拟仿真技术有限责任公司。
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| VIRES图像从hohnstein显示了道路和山区在5公里的高度 |
wetzel-vista2d可视化工具是瓦策尔科技股份有限公司设计、开发和集成的软件仿真系统。它的工程,特别是在飞行仿真领域,为双方的军事和民用飞机产品进行设计。产品包括数据管理工具,可视化工具,数字地图和仪表显示器,导航模型和模拟器指导员监测站。
wetzel -vista2d图形编辑是一个矢量为基础的系统,创建对象和工具,介绍和评估数据,并用于模拟应用。职能包括能见度变化,物体旋转、移动、规模、填补,图变数和文本输出等。与包括ARINC429总线、CAN总线、mil1553、 pcx86/linux、SGI公司irix系统、Sun公司的Solaris操作系统、基于UNIX系统、VME总线和以nPCI为基础的系统等相兼容。系统用途包括飞行模拟、航空电子设备、系统、工具和样品制作。 目前与cargolifter、德国的EADS、欧洲等合作。项目承担单位是瓦策尔科技股份有限公司
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| wetzel vista2d图像,创造了一个飞行模拟器指导员站 |
5dt显象和可视化系统是集成虚拟战场系统。包括虚拟世界(虚景观)或以世界为基础的实地景观。模拟的实体可以多达127 个(由计算机控制或在模拟器中操作员控制)。特别效果包括了音乐效果、爆炸、火灾、烟雾和灰尘,具有红外线模式。 海洋技术演示部分包括实体,如舰艇、潜艇和水下无人航行器。视野来自外部(水面和水下)和车内(桥或潜望镜)。另外,将不同的海况模拟计算在内。
虚拟景观包括基于网格的高精度数据(例如,数字高程模型)、卫星照片、航拍照片和地理信息系统的数据。学员可以使用鼠标浏览的画面。目前该系统在使用中。系统承担单位是第五维技术公司(5dt)。
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| virtal景观-是一种混合的虚拟现实 |
法国“泰勒斯”CGI系统
“泰勒斯”CGI系统的thalesview是一个用于地面作战、驾驶、直升机、军用飞机和人造环境的系统。该系统可以运行在Windows、UNIX 、Linux及所有OpenGL硬件平台下。刷新频率一般是60赫兹。
“泰勒斯”CGI系统的软件核心采用的是一个获得专利的拓扑数据结构与专有计算的几何算法。将系统设计成为能够图形变换的工作站。使用SGI工作站或更高级配置的电脑完成计算。 数据库采用的是实时反馈数据库地形跟踪与碰撞。
像素和观察点由二到八个视频输出或视频图解的线管组成,具有多个观测点和移动模型。在第二个版本中,系统可以使用连续输出的视频来制作立体感的图像,另外也可以移动传感器的位置。刷新频率包括20、25、30、50或60Hz。显示形式采用视频图形阵列到隔行扫描的高清晰度电视。分辨率是1280X1024像素,每个像素的视场 60*40度。图形结构利用照片结构、形状、多源头的光线生成16或64兆字节的存储容量,大约等于1024X1024像素的标准和10LoD的图形绘制。可以同时发生的16个、6自由度的目标。传感器采用的是FLIR(前视红外),LLTV(低照度电视),NVGS。支持全天候天气、多云天、薄雾、大雾天、雪天和雨天。
利用并联的编码方式在单个和多处理器的仪器上进行计算处理。
对清晰度标准的控制包含在所有的系统中,第三个版本能够提供实时不间断的清晰度标准用于地形图制作。这种设计主要是为了减少多边形在远距离地形上的要求。由于在制作的中间阶段节约了对多边形的要求,这一做法的最大益处是扩大了能见度的范围。地形图的清晰度标准是一个连续的变化。通过一定的接口标准实现互操作,比如以太网和Scramnet,计算机主机可以与任何地域的服务器上进行连接或者通过与共享信息的工作站进行交流。各工作站硬件设施的结构功能是根据分辨率、转换率和结构比率是进行配置的。一次计算和显示一个结构图的反应时间共需要33.3微秒,因为数据必须在图片生成系统和主机之间进行传输,所以当计算与显示是异步进行时,这个时间会增加到50微秒。这些工具包括了数据输入监控器,测定的目标透视图、以标准的形式处理当地地形修正和数据综合的工具。
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| 由thalesview 系统产生的电脑影像 |
“泰勒斯”空间基础CGI系统是在1996年被公布的,它是用来设计在带有标准图表算法程序单的个人电脑上运行使用的。个人电脑的配置至少要求CPU是奔腾处理器级别,配备有PCI总线和128MB的内存,可以安装Windows 95或更高级版本的操作系统。PCI(周边元件扩展接口)和VGA(视频图形阵列)的图表算法的控制面板具有三维的加速器。
系统包含四个视窗频道,通过四个图表算法的控制面板控制。视角点和观测位置在某一时刻是不变的,但画面可以提供不同的观测位置,对各个角度进行显示。多个观测点可以根据数据库的内容进行综合,而且可以随着预想的要求而改变。可以实时显示10个3维目的移动目标。转化率分别为12.5、25或50HZ。分辨率可以是640X480、800X600、1024X768和1280X1024,每个像素大小8或16字节。采用实时全景压缩法来增加了图像的分辨率。
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| “泰勒斯”空间基础CGI系统描述的一条道路、一个村庄和一所教堂的景象。 |
“泰勒斯”场景制作数据生成系统是一套在美国图形工作站生产厂商工作平台上运行的图形模拟工具。这些被提到的用于单视窗的现有工具对于使用者来说是很清楚的。包括了用于三维模拟的IDEAL5、用于结构图模拟的PHOTOSHOP
用于地形图生成的模型、用于运行数据建立的TRANSLATOR等。数据来源包括卫星照片、飞行器摄影照片、DTED、DFAD、SIF、DCW、V形地图和OpneFlight数据库。
目前这些系统都安装在“泰勒斯”模拟器上。超过75个系统用于飞行器、驾驶车辆、坦克和火炮等。
在法国被用于飞行员的模拟训练,在英国则用于Lynx部队的训练,在荷兰用于皇家部队的训练。不仅如此,法德两国还联合制造了“虎”式直升机和澳大利亚的“虎”型87式飞机。项目承担商是“泰勒斯”服务有限公司。
俄罗斯Transa公司海鸥型图像生成系统
Transa公司专门服务在海洋地区,他们的图像生成系统使图像最优化以用在船艇的模拟器上。Transa公司的可见光谱测量“海鸥”4000型图像生成系统的水面模拟部分可以使用在部队的舟桥和其它的海洋模拟器上。模拟器包括三维的波浪运动和来自太空和照明光的反射,海港景象以及海边的建筑物和其它物体。为了达成训练目的或在模拟器上使用该公司的图像系统,公司为海洋工业提供专门的全景数字图表。所以这个图像系统生成的模拟器与所要表述的相关情景要求是一致的。需要高配置的计算机完成图像生成。
这套系统主要由位于俄罗斯联邦彼得堡的圣多美和普林西比地区的一个公司完成。目前在部队服役和使用。开发商是Transas技术公司。
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| Transas海鸥型图像生成系统描述的一只在深海上航行的拖船。注意它的波浪模拟,尤其是在右边靠近水平的部分 |
以色列的BVR-TURF系统
以色列的BVR-TURF图像生成、数据库和工具系统包括图像数据库,数据库生成工具和模拟器的实时图像生成工具。2000年4月份,以色列在高科技博览会上引进了这套系统。
BVR TURF-DB数据库含有大量的可视数据资料。数据库内容包含了公路、铁路、土壤类型、植被类型和密度、水质特性。资源特征数据包括DFAD、DGN 、DXF、SHAPE FILE、TIFF、UDGSDEM和VPF。数据库格式包括OPenFlight、SEDRIS和SIF格式。
BVR TUR-VIS模拟图像生成器是实时的模拟应用,包括对地形生成和显示。
系统特点包括对机动车的车辙,爆炸和阴影等的显示。图像范围包括可视图像、主动信息检索、被动信息检索和雷达。
BVR TUR-Maker数据库开发软件是一套能生成新的可视数据资料的软件,它采用了大量的输入格式。通过一个简单的人机交互界面管理所有开发任务。
系统使用BVR 自带工具和库存工具。目前这套系统在以色列和其他一此国家的军队中服役和使用。开发商是BVR 系统有限公司。
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| BVR TURF图像显示,图中显示的是从一辆坦克炮塔观察到的左边另一辆坦克和上空的两架飞机 |
e-SIM公司的Rapidplus系统提供开发工具给用户,让用户设计和开发MMI用途的可视模型,自动生成C代码(使用Rapidplus 代码生成),自动进行再测试。MMI尤其应用于移动电话和数字照相机,也可用于其它器材。Rapidplus网站工作室使用Java程序,提供SAT工具,在网站上进行模拟。通过语音讲解和动画,为制作交互式的模拟提供示范。目前此系统被广泛利用和在军队中服役。生产商是e-SIM 有限公司。
日本的三菱图像生成系统
日本的三菱图像生成系统包含以下这些图形接口系统:1.三菱750/770系列计算机图形接口系统是本公司标准系列的图像生成系统,它能生成实时图像,在日本,培训、研究和开发以及娱乐都用它进行模拟。2.三菱IG—95/80系统计算机图形接口系统是一款个人电脑图像生成系统,承担包括培训、研究和开发以及娱乐任务这些系统目前在日本应用和服役。生产商是三菱精准有限公司。
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| DiaScene750/700显示在城市上空的运输机(三菱) |
荷兰环绕媒体三维城市可视技术
荷兰环绕媒体公司开发了一项提供新三维城市可视技术,它是基于特殊的、数字的数据库,称作CYCLORAMA系统。在一个特定的城市里,每一条待道每隔10米就拍一张360度的全景照片。这些照片以“全景”而闻名,可提供高分辩率的建筑物图像及其周围的环境,也能容易地和各种各样的几何信息系统产品连接起来,因为它可以提供精确的坐标数据。这些照片也可以和空中、太空中的侦察图像及其他的GIS型数据(比如显示地面以下、建筑物内电话和电线位置的数据信息)连接起来。通过几天有效地利用这些图像,一种无缝链接的虚拟环境便呈现出来。用户可以在偏远地区查阅这些数据资料。
如何获取图像?
环绕媒体开发了一种有数字环绕记录的数码照相机,安排在车辆上进行图片拍摄。较典型的是一种车载照相机,它能每天拍摄1500-1800张照片,覆盖长达18千米的街道。当前的型号(截止2006年)是DCR-4型。他们又开发了一种超广角的鱼眼照相机,它能为移动速度达每小时20千米的物体照相。还有一种便携式的、带有三角架的装置,应用于车辆不能到达的建筑物或位置。目前该系统正在使用。到2006年底,已经将整个荷兰和部分欧洲城市的数据记录下来。生产商是环绕媒体技术公司。
海景图主要是为船的舰桥和操纵模拟装置设计的。挪威KONGSBERG公司的海景图生成系统用来代替以前NorView的可视化系统.它支持开放标准(OPENFLIGHT)以便在个人电脑和Windows OS上运行H/W图像。可以在白天、黄昏和晚上工作。能够模拟阴影、反混淆、浓雾、闪电等状态。刷新频率在20Hz到60Hz之间,取决于屏幕的比例。多边形显示数目每秒大于一百万个。象素填充率很高,当频率在每秒30Hz时大于10亿。象素分辩率取决于图像H/W和显示设备。一般是1024×768或1280×1024。每个频道可跟踪100个运动目标。目前系统应用并服务于下列国家:澳大利亚、比利时、保加利亚、加拿大、丹麦、芬兰、德国、伊朗、爱尔兰、日本、韩国、挪威、巴布亚新几内亚、菲律宾、俄罗斯。新加坡、台湾、英国和美国,并且已经卖出200多套可视系统,1500个可视频道。生产商是Kongsberg Maritime公司
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| 在船桥的前面的船头上,Kongsberg 海上可视系统显示的船进港时的景象 |
运动中使用的系统——可视图像生成系统
图像缩成系统
用3D形势减少多边形,实时完成形成图像和分发,并最大限度保持图像保真度,它可使用户选择缩影的程度,以便节约使用各种类型时的脑力劳动。方法采用多边形的缩图自动使用运动算法来达成目的。影响多边形的缩影和文件大小取决于模型型号,总共10种因素,如果文件是压缩的,那么下载时间也相应缩短。支持格式包括3D Studio 3ds、AutoCAD 、Open Flight、VRML 1.0、VRML2.0和VRML97等
运动中的系统
运动系统合理压缩中的多边形缩影运用法则,在纯C库中可与用户应用程序有效联接起来。用一个库到另一库的打包程序比在C库中更为简单方便。
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| 运动系统合理压缩系统中的汽车图像,6.65Mb×29.297多边形的原始图片 |
SIM-VRML view 型阅读器适合阅读VRML图片的。可以运行在包括SGI,PC/NT,PC/Windows 95/98/2000,Linux,BeOS等平台下。
运动系统中的Coin3D 库
这是一种开放的C++数据库,用来制作交互式界面的3D图形应用程序。Cion3D用函数方程描绘实时的3D图像。它是基于OPENGL代码,开放的API和开放的Inventor v2.1。格式支持微软的Windows平台、苹果的OSX、Linux和UNIX平台
SIM屏幕可显示大的立视图,地形、河床的测量、地质岩层,它可以通过交互式的计算机(从大型计算机到个人电脑),把各种表面表现出来。目前这些系统都在应用之中,生产商是SIM有限公司。
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| SIM合理缩小系统:这是一辆前方装有反雷犁的坦克。原始图片(上方)有47133条边,当合理精确地缩小后,变成了9423条边,(缩小了20%)。很难看出一些差别,但47000边的照片与缩小照片,坦克前端的三个防滑装置能暴露出一些差别 |
罗马尼亚SimulTec公司的CGI系统
包括以下这些系统。
Simultec MIGFLY CGI系统可以在白天、黄昏、晚上等天候下使用,支持HUD象征符号。基本系统的频道数是2,也可选择8。分辨率是960×690(662400像素),数据更新速率30Hz,也可选择60Hz,生产量每秒达到388M像素,每秒11M条边。可以显示空中的运动目标10个,地面的运动目标64个。能够模拟浓雾、薄雾、云层等天气。可以产生白天、烟雾、导弹、爆炸等效果。数据库中的内容覆盖罗马尼亚所有领土,包括地形、河流、公路、铁路和其他自然特征。利用SGI Onyx×2 系统处理计算现实世界。系统目前正在应用和服役中,适用于MIG-21模拟器,CGI系统还可以用于其他用途。生产商是Simultec公司
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| 模拟技术处理图片,HUD象征符号 |
俄罗斯新西伯利亚的计算机可视系统实验室是在20世纪60年代末加入计算机生成系统的。这套CGI系统是由设在莫斯科和新西伯利亚的CGI(计算机图形接口系统)办公室为ARIUS(阿莱亚斯)系列的CGI系统设计。系统的研究报告在国家和国际学术会议上发表并获得专利
实验室历史
1968年,自动控制和电子计量协会在新西伯利亚成立了一个计算机制图小组
1968-1970年,ECRAN图像数据显示系统。该系统包括人机通信系统的图象显示器,完成于1970年。这是前苏联该类工程中的第一个。
1976-1979,地平线CGI 系统。该系统是为海军模拟设计的
1980-1985,战斧CGI 系统。该系统是为太空飞机训练中心设计的。
1986-1990,ALBATROS CGI 系列 见下文
1990-1996,阿莱亚斯CGI 系列 见下文
1996-至今,见下文的VOXEL工程和当前CGI 系统的活动
ALBATROS系列
时间跨度 1986-1990,被设计用来对抗同时代西方的CGI 系统,系统包括多个多边形构成的,大气效应和流动物体的多频道。由于建筑以及程序的原因,系统结构标准需要更少的硬件
阿莱亚斯CGI 系列
时间跨度 1991-1996基本软件能够在无加速奔腾芯片下运行。当功能性要求受限时,该部分被用来处理廉价的实时可视任务。系统是基于DSP TMS320C40和
TMS320C80 3D加速硬件的。基本系统的分辨率是每频道800X600像素。6000个多边形结构和克服混淆关系的变化率为25Hz。采用可编程的结构地图尺寸,三棱过滤镜,航拍结构和透视校正。光栅具有距离运算法则和高度功能,包括闪光灯,信号灯,闪光、旋转。能够利用包括遮光法在内的算法产生透明度,雾,薄雾,云。对画面进行处理产生数据往返移动、选择、描写的效果。通过新西伯利亚和莫斯科的计算机图形接口系统进行销售。
容积模拟设计
这个系统的设计规则,根据容积数据和连续的数据传送功能,来合成容积模拟的表达方法,并于二十世纪九十年代早期被开发出来。一个几何形状的目标由真实的功能所描述,推广它的用途和增加它的航空平台的目标数目、强化结构、使模型清晰并更加程序化。
一个海军的图表法绘制的舰船是在ASICs的基础上制作的,并具有矢量计算的对应性和同层次性。阴影图中不透明的表面和测定容积的数据是由三维光栅描述,这个光栅带有参数如不透明性和色彩。包括合成自由形式的不透明面表、高程和容积数据;天空效果(雾、薄雾、雨天、雪、分层的天空效果、圆的地球、天空的光线);有生气、变形和三维空间的变化等效果。有关更多的信息见网站www.rs.8m.com;www.woland.afti.nsu.ru/¬ruslan/。
当前的CGI趋势
具有结合标准组件结构能力的实时图像生成系统的开发,它能够以50Hz的转化率来处理好素材之间的想到关系。多用途高性能的系统设计是在新的运算法则运用于实时清晰传输的基础上完成的。体系机构的设计和习惯要求为图形的综合方法设计芯片。开发软件用于为CGI系统。CAD系统的开发用于三维数据库的制作。
目前Arius系统正在使用;Albatros CGI系统在太空使用和在俄罗斯航天训练中心的飞行模拟器上使用;也使用在奔萨的结构与模拟局;也用于科学的发现和娱乐。承包单位是俄罗斯科学院的自动控制和电子计量协会计算机可视系统实验室。
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| CVSL Novosibirsk Arius模拟图像显示了一个带有多个太阳能接受板的空间站。 |
瑞士Saab公司的GRIPEN 太空图像生成系统
瑞士Saab公司的GRIPEN 太空图像生成系统是一款为飞机飞行和战斗训练提供实时图像模拟的系统,它在2000年用于商业领域。可以模拟天气和其它的影响包括白天和夜晚、云、能见度、太阳的位置。特征包括对抗侦查、显示地形的高度、目标的清晰度。模拟的光线包括飞机跑道的灯和飞行器的光线等。能够接受来自卫星和其它拍摄系统照片数据的输入。地形数据库通过一个独立的专业软件开发。采用SGI O2、IMPACT、Onyx和Onyx2进行计算。系统用于瑞典空军中的Viggen和Gripen模拟装置,也包括用于发展和研究的模拟装置。目前该系统正在服役和使用。详细内定查看有关章节部分。项目承担单位是Saab公司航天部
瑞士精英公司公司设计了一系列控制程序,来模拟飞行器显示器和软件程序。这些程序能够用来制造飞行训练用的装置,海军秩序训练装置、PC飞行训练装置、先进的航天飞行器和基本的航天飞行器装置。这个公司的Genview 和RealView图像生成系统可以提供那些要求显示外界情况的图像画面。目前正在服役和使用。精英公司的系统在亚洲、澳大利亚、欧洲、南美洲和美国都有使用。项目承担单位是精英模拟解决方案公司。
RUAG公司开发了一个形象的数据库,它可以用作Pilatus飞行器的模拟飞行器。也能用来处理模拟建筑物和地面的交通工具。查看房屋和线型结构和附加的结构图形。它在简氏模拟训练系统中影像模拟手册章节有相关的叙述。支持白天/黄昏/夜晚和色彩等模式。可以模拟包括雨天、能见度的和多云的天气等。支持白天、阴影等效果。转化率通常是30HZ,这可以依据精确度做出相关的要求。许多的地形图都可能获得,尤其是雪天和冬天的地形图。使用SGI的RealityEngine引擎进行图形计算。目前正在瑞士军队中服役和使用。项目承担单位是RUAG电子技术公司。
VIEWTC公司公司专门研究设计电脑生成地形的三维模拟图。开发的产品和服务包括全景实时可视模拟器、三维地形模拟开发和实质性的应用程序。VIEWTC公司的模拟与图像生成系统就是其中之一。专业的系统还包括了图表算法、形象的模拟器,也包括全景地形图和科学的应用程序。制图产品有地形视图轻型版, 地形视图、地形视图全球版、地形视图远程控制版、地形视图CMAX版、地形视图视频版、地形视图网络版。系统利用微软的Windows平台进行图形计算。系统目前正在服役和使用中。项目承担单位 VIEWTC 有限公司。
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| ViewTec地形图片显示的一张三维地形图。(ViewTec) |
英国AEROBEL公司EQUIPE图像生成系统
英国AEROBEL公司用COTS和内部工具来生在一个大容量的地形数据库,用于实时操控的视频系统和电脑生成模型的制作。它的视频系统包括Heli模拟器,装甲战车模拟器,舟桥模拟器和铁路驾驶员模拟器。数据库的大小包括一个英国威尔士的2500平方公里的面积,挪威的1000平方公里的面积,荷兰北部的1900平方公里的面积以及荷兰斯希波尔国际机场。数字资源数据是用于制作那些更多特征密度的形象的数据库。电脑生成军队(CGF)相关的数据库被制作用于CGF模型,比如,有标准模块的半自动化操作的军队(ModSAF)。包括适应的数据输入监控器,采用SGI和PC系统进行图形计算。系统目前在服役和使用。项目单位是Aerobel防卫技术有限公司。
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| 来自威尔士数据库中的Aerobel图像 |
在EQUIPE图像生成工具和数据库系统中,Equipe Blue Sky 实时软件提供了系统的集成。它完全可以配置,并且这些设备能够被调节到大多数模拟器的专业要求。一个综合复杂的模拟器API通过终端用户的操作,提供更加专业的服务。功能的拓展能使终端用户安全的完成一些带有插件程序模块。对软件的功能拓展包括以下一些内容:红外和雷达图像生成画面以及人造模拟传感器。系统特征具有DIS/HLA和以太网接口,另外也具有WGS84S模型、人造模型、对抗侦查、地形高程、导弹跟踪、爆炸以及大量其它的效能和特征。
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| Equipe Blue 台风图像和真实的背景 |
Equipe Equater TM数据生成系统(DBGS)是一套先进的Equater工具,用于制作和维护一个具有大面积和多地貌特征的数据库。它遵守OpenFlight标准,并允许使用其它的工具,这有以下一些特征:
系统的数据清晰,由画面构成数据库,支持输入/输出系统,包括地形动力效应模型、原始图像、资料地图、地形模型、几何图格边界、地形网格、矢量数据和栅格等二维地形测量显示。完成综合的三维画面,以及保持在二维和三维画面中的所有联系。
分类包括地形位置的分类、图像分类和资料象素分类。其中地形位置的分类包括陆地、海洋、海岸线、山脉、村庄和高原。图像分类有64个可定义的地区分类和边缘类型。还有256种类型的资料象素。
提供自动化服务。如在卫星和航空器获得的图像的位置、面积和线性特征。图像表示一个部位的真实地貌。操作者决定地貌特征的密度、数量和尺寸。光栅到矢量的转化和一系列程序等。
地形图制作程序包括矢量程序、地形图的表面准备、数据库汇编和计算机等。
矢量程序包括分级的光栅向向矢量的转化:地形图、原素材、优势类的;由OpenFlight模型自动制作复杂的外形和OpenFlight向矢量的转化;素材的特征一旦获得,那么无论在哪个地方这个素材被使用过,它的特征就会被复制,称之为素材特征的复制;点特征;几何图形编辑;矢量简化;曲线图表生成工具;矢量属性编辑和矢量确认。
地形图的表面准备包括地形图光栅的确认;规则与不规则的地形网格:每个网格增加到五个清晰度标准;受约束的地形图网格;海岸线连接线。
数据库汇编包括数据的输入和输出,表格如下。
数据的输入与输出
输入 输出
图像 SGI、TIFF、JPEG等 SGI、BlueSky
DEM DTED、Equater Terrain Raster Equater Terrain Raster
矢量 DFAD,ESRI Shape files, Equater Vector Equater Vector
目标 Geograthic,Mercator N/A
多边形 N/A OprnFLIGHT,BlueSky
计算机包括硬件和软件。硬件与软件平台包括SGI工件平台、安装Windows2000和XP操作系统的电脑等。推荐的电脑配置:3Ghz的主板、1G的RAM;120G的硬盘、128I兆的独立显卡;1280*1024分辨率的显示器;网卡。
装备数据库中控制数据是一个从瑞典沙博飞行器上获得的4000平方公里面积的地形数据,它被用在了JAS-39模拟器上。英国威尔士地区的数据库包括英国和爱尔兰,是一个专业的模拟数据库,它的数据来源于卫星和空中拍摄的图像。英国空军使用这个数据库并用在BAE系统生产的鹰或战斗机的模拟器上。
Equipe ProMap TM制图、混成和描影系统允许在曲线曲面显示器上使用数据描绘目标。每个电脑有四个ProMap频道。当然可以使用一个标准的网络,来添加更多的电脑,这样就会使频道的使用不受限制。
Equipe Generation10 TM(G10)是一个以电脑为平台的图像生成技术,它能够增加到32个可配置的频道。每个格子可以包含五个频道,每个频道将支持所有的图像格式,包括SXGA+和HDTV,转换率是60Hz。该系统包括标准的相关的主机,比如:Ethernet UDP、TCP/IP、SCAMNet、VMIC和HSD等。传感器显示器包括红外线、NVG和雷达。目前该系统在服役和使用。项目承担单位是Equipe电子有限公司
Teeside虚拟现实中心有限公司(VRCT)涉及图像生成、增强清晰度和训练模拟器系统。它开发了以电脑为平台和网络离线的增强清晰度系统和训练模拟器,这为多个工业行业所使用。该公司的产品利用电脑显卡的顶点和象素图案阴影技术来增强环境的真实效果。这就从核心程序中去掉了一些图表法程序的要求,允许其它的一些目标和多重的画面能够在一些低价格的电脑甚至Xbox平台上制作。可以进行预想制定,危险复杂的训练环境模拟是一种特殊的要求,比如:在水下和在向岸边输油汽等环境下的操作。同时也可以生产相关的防御图像和模拟器。
Teeside虚拟现实中心有限公司的图像生成和增强清晰度系统目前正在服役和使用。这个系统可以在设计、防御、向岸边输油船和海下等情况下操作。项目承担单位是Teeside虚拟现实中心有限公司。
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| VRCT图像显示了一只具有潜水能力的白色船在一个海中的状态 |
译自:简氏模拟与训练系统
作者:Giles Ebbutt
编译:知远/阿里
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