天大建筑工程學(xué)院三維交互虛擬仿真系統(tǒng)方案

    2006年8月，在天津大學(xué)建筑工程學(xué)院《三維交互仿真軟硬件系統(tǒng)·技術(shù)開發(fā)與服務(wù)項(xiàng)目》投標(biāo)中，中視典數(shù)字科技有限公司經(jīng)過(guò)幾輪殘酷的競(jìng)爭(zhēng)和一個(gè)多月的考察評(píng)比，憑借自行開發(fā)的“虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)”力壓群雄，一舉奪標(biāo)。

    此次招標(biāo)項(xiàng)目為天津大學(xué)今年重要實(shí)驗(yàn)室重點(diǎn)項(xiàng)目。在國(guó)內(nèi)同行院校中暫屬于先例項(xiàng)目。為確保各競(jìng)爭(zhēng)單位的資質(zhì)和實(shí)力。天津大學(xué)考察組一行還專程至武漢理工大學(xué)考察中視典相關(guān)項(xiàng)目，考察重點(diǎn)是中視典負(fù)責(zé)的武漢理工大學(xué)“三通道立體虛擬仿真系統(tǒng)”項(xiàng)目�？疾旖M由天津大學(xué)設(shè)備處，建工學(xué)院等主要負(fù)責(zé)老師等組成。

    考察專家組在武漢理工大學(xué)，聽(tīng)取了武漢理工 “虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)”項(xiàng)目情況匯報(bào)，實(shí)地檢查項(xiàng)目情況和觀摩了系統(tǒng)的演示效果。

    考察專家組經(jīng)過(guò)認(rèn)真考核后，一致認(rèn)為中視典自主研發(fā)的“虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)”完全符合項(xiàng)目要求，設(shè)備先進(jìn)齊全，技術(shù)指標(biāo)及性能達(dá)到和超過(guò)設(shè)計(jì)要求。整個(gè)系統(tǒng)完整成熟，性價(jià)比極高，符合項(xiàng)目要求。最終奪得標(biāo)案。

    天津大學(xué)建筑工程學(xué)院這套仿真系統(tǒng)包含三個(gè)部分：

1. 三通道環(huán)幕立體投影系統(tǒng)。
2. 配套圖形設(shè)備系統(tǒng)。
3. 虛擬仿真軟件、定制開發(fā)、服務(wù)部分（包含SDK）。

    為確保系統(tǒng)的先進(jìn)性、實(shí)用性、前瞻性、院方對(duì)本項(xiàng)目提出了嚴(yán)格的虛擬軟件開發(fā)指標(biāo)和項(xiàng)目要求，包括：

1. VRP平臺(tái)技術(shù)指標(biāo)

    支持虛擬漫游： 支持關(guān)鍵建筑或設(shè)備的信息查詢： 支持多媒體資源超鏈接：支持導(dǎo)航地圖：支持自動(dòng)漫游和自主漫游的切換：支持實(shí)時(shí)方案替換：支持各種生物特效：支持高精度、高效碰撞檢測(cè)： 支持各種熱點(diǎn)：支持各種事件觸發(fā)器：支持界面自定義：支持各種運(yùn)動(dòng)對(duì)象：

2. SDK及工程定制技術(shù)指標(biāo)

（1）提供三維的建模與操控環(huán)境

    能夠?qū)�入并顯示其他建模軟件的三維實(shí)體模型，進(jìn)行三維實(shí)體的屬性編輯，如實(shí)體的添加或刪除，實(shí)體的性能參數(shù)、坐標(biāo)位置等編輯。三維實(shí)體環(huán)境與施工仿真系統(tǒng)高度集成，共同基于VC++開發(fā)平臺(tái)。

（2）能夠控制三維實(shí)體的動(dòng)態(tài)顯示

    根據(jù)仿真程序計(jì)算結(jié)果，得出某一時(shí)刻各三維實(shí)體的隱藏或顯示屬性，并在該時(shí)刻隱藏或顯示各三維實(shí)體。

（3）實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸過(guò)程的實(shí)時(shí)仿真

    根據(jù)仿真計(jì)算過(guò)程，在每一幀中，計(jì)算出運(yùn)輸汽車等三維實(shí)體的空間位置和狀態(tài)，并在該幀中實(shí)時(shí)顯示。為了得到流暢的顯示效果，要求每秒的顯示幀數(shù)要至少達(dá)到15-30幀。

（4）實(shí)現(xiàn)三維交互控制

    通過(guò)三維實(shí)體的拾取來(lái)接受或輸入信息，進(jìn)行模型參數(shù)修改或?qū)崿F(xiàn)仿真決策。同時(shí)三維交互控制還包括通過(guò)鼠標(biāo)等輸入設(shè)備控制三維場(chǎng)景的漫游等操作。

（5）支持DirectX或OpenGL的底層開發(fā)

    提供建模和模型操作的接口，能夠?qū)⒒�于DirectX或OpenGL開發(fā)的模塊融入到該系統(tǒng)中。比如支持簡(jiǎn)單的三維建模，實(shí)現(xiàn)模型的布爾操作，能夠支持粒子系統(tǒng)的編程。

（6）提供三維模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊

    即提供從3DSMAX中的三維模型轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)所識(shí)別模型數(shù)據(jù)的模塊。通過(guò)該模塊可以得到系統(tǒng)能直接識(shí)別并進(jìn)行操作的三維實(shí)體模型。

（7）支持系統(tǒng)成果exe執(zhí)行文件的獨(dú)立發(fā)布

    根據(jù)仿真系統(tǒng)的計(jì)算結(jié)果，能夠獨(dú)立發(fā)布某方案的exe成果。

（8）提供立體投影、實(shí)時(shí)交互模塊的函數(shù)接口

（9）提供網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)據(jù)庫(kù)等技術(shù)的后續(xù)支持

（10）以上功能均以SDK的接口函數(shù)形式給出，支持在VC++6.0中的函數(shù)調(diào)用

（11）提供完備的使用說(shuō)明及用戶手冊(cè)。

    該系統(tǒng)是中視典完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)，自行開發(fā)研制的一套完整的視景／視頻圖像仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到世界先進(jìn)水平，系統(tǒng)建成后對(duì)于水利工程項(xiàng)目管理、項(xiàng)目演示、項(xiàng)目進(jìn)度控制、多維信息處理、概念模型表示方法等工作提供重要技術(shù)保障。結(jié)合互動(dòng)仿真的技術(shù)與水利工程管理理論，實(shí)現(xiàn)了水利項(xiàng)目信息可視化與虛擬現(xiàn)實(shí)的數(shù)據(jù)技術(shù)互動(dòng)等重要功能。為水利工程項(xiàng)目管理和建設(shè)提供了重要的決策參考。同時(shí)該系統(tǒng)還在測(cè)繪遙感、數(shù)字城市、城市規(guī)劃、航空航天、汽車工業(yè)、機(jī)械流程、醫(yī)療工程、高等院校三維數(shù)字教學(xué)、軍事仿真等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。