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防洪模型仿真系统

[稿件来源]:沌口基地办 [作者]: [发布时间]:2008-04-09

  防洪模型仿真系统主要包括计算机主机系统、投影系统、中央控制系统、系统软件、应用开发等内容。

  1、计算机主机系统
  计算机主机系统,又称图形生成器(IG),是整个虚拟现实展示中心系统的核心。在要求计算复杂图形和产生极高质量和逼真的画面的应用方面,SGI公司的Onyx系统具有显著的优势。
本项目采用SGI ONYX350系统。基本配置如下:
  CPU :8个MIPS 1GHz / 16MB Cache;
  内存:3GB;
  硬盘:2块73 GB 硬盘;
  图形系统:2 条IR4图形流水线,每条配有1个RM板,每块RM板含1GB纹理内存;
  显示器:21” 彩色;
  网络:1000 Base-T 网卡
  系统软件:IRIX 6.5 操作系统, IRIX REACT, FORTRAN 77,FORTRAN 90,C/C++ Compiler; OPEN GL Performer API.

  2、投影系统
  采用三通道立体前投方式。采用基于Galaxy 6 classic+的BR Center系统。该系统可为用户提供有沉浸感的虚拟显示工作环境。由于采用了BARCO专利的(产品和系统级别)的优化,多通道输出的图象无论在细节显示、几何误差控制、亮度一致性控制、色彩一致性控制等方面都是目前世界上其它系统质量无法比拟的。所有的投影机内部都根据系统设计的要求配置BARCO特有的系统级选项,保证多通道间无亮度差、颜色差和灰度差,更重要的是保证所有情况下这些指标都能实时一致、自动调节。除亮度外和颜色外,还确保图象高精度显示 - 尤其是控制融合区同源像素的误差,即保证跨融合区的几何偏移和变形在误差控制范围内等。
  本项目采用BARCO GALAXY+ Warp 6000投影机系统,主要指标:
  分辨率:SXGA+ (1400 x 1050);
  亮度:6000ANSI流明
  灯寿命:普通情况下1200小时,应用CLO后2000小时;
  单机对比度: 1500:1;
  Stereo-Creator™技术(包括DVI输入);
  I-Blend™技术;
  DLP单色分光镜经过了严格的物理匹配。
  投影屏幕:
  柱形屏幕
  图象高度: 4.0m
  半径:6.5m
  水平视场角不小于120°
  垂直视场角不小于34°

  3、中央控制系统及VR外设
  1)中央控制系统
  采用美国CRESTRON公司的中央控制系统,通过一个触摸屏控制Reality Room中多达上百个设备,包括BARCO投影系统、Matrix Switchers、媒体播放系统、音响系统、灯光系统、视频设备等。系统包括STXI-1700C双向无线触摸屏、CP2第二代经济型双总线控制主机、STRFGWXI 12VDC外置电源器、C2N-VEQ4  4 x 4 矩阵混音器、CNPCI-8 8路强电继电器、CLI-220N-4 4路白炽灯无级调光器。可以提供如下的控制:
  音视频、VGA信号的输入输出切换控制
  投影机开关控制
  DVD、VHS、CD播放、停止、暂停等控制
  灯光开关、亮度调节
  2)立体眼镜及长距离发射器(VR外设)
  立体眼镜  采用CrystalEyes立体眼镜,通过显示具有深度感的图像增强可视化效果。图像逼  真、分辨率高、无重影,提供了最小1000:1的动态范围。立体模式下120 Hz (最小值)的屏幕刷新率,绝无闪烁感。即插即用,透射率:一般为32%。
长距发射器  范围:18 feet on HI; 15 feet on LO (typical)},输入:DB-9电源和同步信号,BNC同步信号
  3)矩阵切换器系统
  选用美国V-TECH公司高性能视频产品—Matrix Switchers-VX168HVA,16进8出(RGBHV Audio)矩阵切换器,可提供最小200MHz RGB高性能的视频带宽,16个输入8个输出允许多种信号(NTSC or PAL video, S-Video or stereo audio)从计算机通过转换到各种显示输出。

  4、系统软件
  美国Multigen-Paradigm公司旗舰产品Multigen Creator/CTS/VegaPrime从功能上涵盖了视景仿真/虚拟现实开发的各个方面,代表了这个行业的最高水平。用Multigen Creator/CTS/VegaPrime进行视景仿真开发,能极大地降低开发工作量,快速开发出满足系统各项要求、高性能、高逼真度的视景仿真程序。
  1)实时三维建模工具-Multigen Creator
  Creator是一个功能强大、交互的三维建模工具。在它所提供的”所见即所得”(WYSIWYG)建模环境中,你可以建立你所期望的、优化的三维模型。它将多边形模型、矢量模型及地表/特征等集于一体,使您具有无与伦比的效率和创造性。
  2)专业的三维地形生成工具CTS
  CTS(Creator Terrain Studio)是MPI公司新一代的集成化的地形生成工具,可完成大范围高精度地形的生成、工作流程管理和高精度地面纹理赋予等工作。更为重要的是,针对高精度航片/卫片数据库,CTS提供Virtual Texture(虚拟纹理)功能,能极大地优化运行性能!在本应用中,模拟的三维地形范围超过数百公里,且需要高于1米精度的航片作为地面纹理贴图,这只能通过CTS/VegaPrime软件体系的Virtual Texture功能来实现!
  3)实时场景管理/运行软件VegaPrime
  VegaPrime是MPI公司旗舰产品Vega的后续版本。VegaPrime代表着视景仿真应用程序开发的巨大进步,是最具有适应性和可扩展性的视景仿真商用软件。
  4)SiteBuilder 3D
  用SiteBuilder 3D,用户可以直接从GIS(地理信息系统)数据创建相关联的三维数据库,在ArcView GIS的二维地图中,还可以同步跟踪显示你的位置及视角。

  5、应用开发
  包括四个方面:
  1)防洪模型基地交互式三维漫游演示
  通过一般的商品化建模工具,建立防洪模型基地的几何模型和纹理特征,并利用实物虚化技术,将实拍的实景图像输入计算机,与构建的防洪模型基地的几何模型结合在一起,形成逼真的虚拟仿真模型,然后利用虚拟仿真技术实现防洪模型基地的交互式三维漫游演示。
  2)物理模型试验成果可视化
  利用虚拟仿真系统,实现对物理模型试验成果的可视化输出,并能检索试验成果相关数据。
  3)洪水演进数学模型计算成果可视化
  通过开发长江中下游洪水演进数学模型及建立虚拟仿真系统,演示不同洪水条件下的洪水演进过程,并可检索洪水传播过程中的水位、流速、流场等重要信息。
  4)长江宜昌至石首河道交互式三维可视化
  建立长江宜昌至石首干流河道的三维数字地面模型(DEM),并利用实物虚化技术,将航空摄影的实景图像输入计算机,与构建的干流河道数字地面模型结合在一起,形成逼真的虚拟三维景观仿真模型,开发相应的人机交互界面和操作工具,进行长江宜昌至石首干流河道的交互式三维可视化,要求反映河道地形、地质、两岸地形地貌、堤防、港口码头、主要涉水工程等有关信息。

责任编辑:刘文