支持功能订制的组合式视景仿真系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及视景仿真【技术领域】，公开一种支持功能订制的组合式视景仿真系统，包括：系统层组件、应用层组件、功能层组件、部件层组件；所述系统层组件为系统主控组件，系统主控组件通过应用层组件、功能层组件与部件层组件相连；所述应用层组件包括：必选的场景仿真组件、显示输出组件和可选的数据控制组件以及人机交互组件；其中，各层内部组件相互独立，各组件只与其相邻层对应的组件进行连接，构成多功能的组合式仿真系统。本实用新型能够使用户根据应用需求，订制所需要的功能组件，能够较好的满足多任务多功能的应用需求。具有较好的重用性，同时也灵活易用。将复杂的视景仿真系统分解为功能相对简单的模型组件，同时易于扩展与维护。
【专利说明】支持功能订制的组合式视景仿真系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及视景仿真【技术领域】，尤其涉及一种支持功能订制的组合式视景仿真系统。
【背景技术】
[0002]组件化技术:组件具有一定的功能并能通过接口使用其功能，是可以重用、发布和部署的独立模块。组件化技术是基于组件的开发技术，其基本思想就是以组件组装的方式构建应用系统，以提高系统的可重用、可扩展特性。
[0003]视景仿真技术是虚拟现实的重要表现形式，采用计算机图形图像技术，根据仿真的目的，构造仿真对象的三维模型或再现真实的环境，达到非常逼真的仿真效果。近年来，视景仿真技术在建筑、娱乐、航空航天、军事等各个领域都发挥着越来越重要的作用。
[0004]公知的视景仿真系统主要是面向特定应用需求进行开发，利用建模工具构建三维模型，仿真驱动引擎完成模型加载并实现仿真推进，仿真模型配置以及场景驱动等信息都固化在仿真系统的应用程序中，针对性较强。这种模式只能满足小部分用户的特殊需求，难以满足大部分用户所期待的可对仿真任务的自定义以及对视景表现的功能订制与编辑。为了适应不同仿真任务需求，往往需要重新开发仿真应用系统，耗费大量的人力资源，且不便于维护与升级。
【发明内容】
[0005]为克服现有视景仿真系统面向特定应用的单一性开发的不足，以满足多任务、多功能的用户需求，本发明提供一种支持功能订制的组合式视景仿真系统及仿真方法。本发明对视景仿真系统进行层次化的分析，分解仿真系统功能模块，采用组件化的方法构建支持功能订制的组合式视景仿真系统。相比现有开发方式可以更灵活的进行功能重构与重组，支持用户根据不同仿真任务的需要进行功能订制，以满足不同仿真任务的需求。目前暂无公开技术资料涉及该方面。
[0006]为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案:
[0007]—种支持功能订制的组合式视景仿真系统，包括:系统层组件、应用层组件、功能层组件、部件层组件；所述系统层组件为系统主控组件，系统主控组件通过应用层组件、功能层组件与部件层组件相连；所述应用层组件由必选的场景仿真组件、显示输出组件和可选的数据控制组件以及人机交互组件电连接组成；
[0008]与必选的场景仿真组件对应电连接的功能层组件包括:必选的可视化模型组件和可选的自然环境组件、地形组件、碰撞检测组件；显示输出组件对应电连接的功能层组件包括:必选的场景浏览组件、场景输出组件和可选的视窗组件；与数据控制组件对应电连接的功能层组件包括:网络数据驱动组件、本地数据驱动组件；
[0009]与可选的人机交互组件对应电连接的功能层组件包括:键盘操控组件、鼠标操控组件、触摸屏操控组件；可视化模型组件对应电连接的部件层组件包括:三维实体组件、标绘组件、特效组件；场景浏览组件对应电连接的部件层组件包括:自动漫游组件、手动导航组件；场景输出组件对应电连接的部件层组件包括:视频输出组件、图像输出组件；
[0010]其中，各层内部组件相互独立，各组件只与其相邻层对应的组件进行电连接，构成多功能的组合式仿真系统。
[0011]一种支持功能订制的组合式视景仿真系统，所述多功能的组合式仿真系统为系统主控组件通过应用层组件的数据控制组件与功能层组件的本地数据驱动组件相连，应用层组件的场景仿真组件与功能层组件的可视化模型组件、地形组件相连，可视化模型组件与部件层组件的三维实体组件相连；应用层组件的显示输出组件通过功能层组件的场景浏览组件与部件层组件的手动导航组件相连；应用层组件的人机交互组件与功能层组件的鼠标操控组件相连。
[0012]一种支持功能订制的组合式视景仿真系统，所述多功能的组合式仿真系统为系统主控组件通过应用层组件的数据控制组件与功能层组件的网络数据驱动组件相连，应用层组件的场景仿真组件与功能层组件的可视化模型组件、自然环境组件、地形组件相连，可视化模型组件与部件层组件的三维实体组件、特效组件相连；应用层组件的显示输出组件与功能层组件的视窗组件相连。
[0013]一种支持功能订制的组合式视景仿真系统，所述多功能的组合式仿真系统为系统主控组件通过应用层组件的场景仿真组件与功能层组件的可视化模型组件、自然环境组件、地形组件、碰撞检测组件相连，可视化模型组件与部件层组件的三维实体组件、标绘组件相连；应用层组件的显示输出组件与功能层组件的场景浏览组件、视窗组件相连，场景浏览组件与部件层组件的自动漫游组件、手动导航组件相连；应用层组件的人机交互组件与功能层组件的触摸屏操控组件相连。
[0014]由于采用如上所述的技术方案，本实用新型具有如下优越性:
[0015]1、视景仿真系统采用组件化的设计方式，实现了系统中相对独立的功能模块的硬分解，用户能够根据实际应用需求，订制所需要的功能组件进行系统组装，不必重新开发仿真系统就能较好的满足多任务多功能的应用需求。
[0016]2、系统提供了规范化的分层体系结构，各层之间的组件有严格的组织关系，用户可以按照层次关系进行功能组件的订制与组合，具有较好的重用性，同时也灵活易用。
[0017]3、通过层次化与组件化设计，将复杂的视景仿真系统分解为功能相对简单的模型组件设计，降低了开发者与使用者的难度，便于并行开发与多用户使用，同时易于扩展与维护。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为组合式视景仿真系统的层次化系统结构框图；
[0019]图2为组合方式一的组装结构框图；
[0020]图3为组合方式二的组装结构框图；
[0021]图4为组合方式三的组装结构框图。
【具体实施方式】
[0022]如图1、2、3、4所示，一种支持功能订制的组合式视景仿真系统，包括:系统层组件、应用层组件、功能层组件、部件层组件；所述系统层组件为系统主控组件，系统主控组件通过应用层组件、功能层组件与部件层组件相连；所述应用层组件由必选的场景仿真组件、显示输出组件和可选的数据控制组件以及人机交互组件电连接组成。
[0023]与必选的场景仿真组件对应电连接的功能层组件包括:必选的可视化模型组件和可选的自然环境组件、地形组件、碰撞检测组件；显示输出组件对应电连接的功能层组件包括:必选的场景浏览组件、场景输出组件和可选的视窗组件；与数据控制组件对应电连接的功能层组件包括:网络数据驱动组件、本地数据驱动组件；
[0024]与可选的人机交互组件对应电连接的功能层组件包括:键盘操控组件、鼠标操控组件、触摸屏操控组件；可视化模型组件对应电连接的部件层组件包括:三维实体组件、标绘组件、特效组件；场景浏览组件对应电连接的部件层组件包括:自动漫游组件、手动导航组件；场景输出组件对应电连接的部件层组件包括:视频输出组件、图像输出组件。
[0025]其中，各层内部组件相互独立，各组件只与其相邻层对应的组件进行电连接，构成多功能的组合式仿真系统。
[0026]该支持功能订制的组合式视景仿真系统，采用层次化的思想进行系统设计，依据建模精度，按照自上而下的顺序进行分层，层次之间具有较强的规范性和独立性，各层内部采用组件化的模型设计方式，具有较好的重用性与灵活性；如图1所示的视景仿真系统层次化的结构图，通过分层与组件化设计，实现了仿真系统的功能模型分解，将仿真系统分解为若干具有独立功能的组件，各个组件可以单独部署和运行，用户根据实际应用需求，可以选择订制需要的功能模块，然后按照所述的组件连接方式进行组装，构成仿真系统。除了所述必选组件之外，可选组件都是可以进行订制的，根据不同的应用需求，可以有多种组合方式，下面给出三种典型的组合方式。
[0027]组合方式一
[0028]该多功能的组合式仿真系统为系统主控组件通过应用层组件的数据控制组件与功能层组件的本地数据驱动组件相连，应用层组件的场景仿真组件与功能层组件的可视化模型组件、地形组件相连，可视化模型组件与部件层组件的三维实体组件相连；应用层组件的显示输出组件通过功能层组件的场景浏览组件与部件层组件的手动导航组件相连；应用层组件的人机交互组件与功能层组件的鼠标操控组件相连。即通过系统主控组件连接数据控制组件、场景仿真组件、显示输出组件以及人机交互组件，完成视景仿真系统的组装，其完整的系统组装结构图如图2所示。
[0029]该组合方式实现的仿真系统功能主要包括:一个单机运行的视景仿真系统，通过读取本地飞行航迹数据，用于表现飞机的空中飞行姿态，通过操控仿真系统，观察其运行仿真效果。
[0030]组合方式二
[0031]该多功能的组合式仿真系统为系统主控组件通过应用层组件的数据控制组件与功能层组件的网络数据驱动组件相连，应用层组件的场景仿真组件与功能层组件的可视化模型组件、自然环境组件、地形组件相连，可视化模型组件与部件层组件的三维实体组件、特效组件相连；应用层组件的显示输出组件与功能层组件的视窗组件相连。即通过系统主控组件连接数据控制组件、场景仿真组件以及显示输出组件，完成视景仿真系统的组装，其完整的系统组装结构图如图3所示；
[0032]该组合方式实现的仿真系统功能主要包括:一个联机分布式运行的视景仿真系统，通过网络接收外部系统发送过来的导弹运行数据，表现导弹作战过程及作战环境，视景仿真过程中不需要用户进行操作。运行组装好的仿真系统，通过操控仿真系统，观察其运行仿真效果。
[0033]组合方式三
[0034]该多功能的组合式仿真系统为系统主控组件通过应用层组件的场景仿真组件与功能层组件的可视化模型组件、自然环境组件、地形组件、碰撞检测组件相连，可视化模型组件与部件层组件的三维实体组件、标绘组件相连；应用层组件的显示输出组件与功能层组件的场景浏览组件、视窗组件相连，场景浏览组件与部件层组件的自动漫游组件、手动导航组件相连；应用层组件的人机交互组件与功能层组件的触摸屏操控组件相连。即通过系统主控组件连接场景仿真组件、显示输出组件以及人机交互组件，完成视景仿真系统的组装，其完整的系统组装结构图如图4所示；
[0035]该组合方式实现的仿真系统功能主要包括:一个三维的触摸屏演示系统，可以查看指定区域的地形地貌以及地物特征，用户能够进行实时的三维模型部署以及三维几何图形标绘。运行组装好的仿真系统，通过触摸屏操控仿真系统，观察其运行仿真效果。
[0036]以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种支持功能订制的组合式视景仿真系统，其特征是:包括:系统层组件、应用层组件、功能层组件、部件层组件；所述系统层组件为系统主控组件，系统主控组件通过应用层组件、功能层组件与部件层组件相连；所述应用层组件由必选的场景仿真组件、显示输出组件和可选的数据控制组件以及人机交互组件电连接组成； 与必选的场景仿真组件对应电连接的功能层组件包括:必选的可视化模型组件和可选的自然环境组件、地形组件、碰撞检测组件；显示输出组件对应电连接的功能层组件包括:必选的场景浏览组件、场景输出组件和可选的视窗组件；数据控制组件对应电连接的功能层组件包括:网络数据驱动组件、本地数据驱动组件； 与可选的人机交互组件对应电连接的功能层组件包括:键盘操控组件、鼠标操控组件、触摸屏操控组件；可视化模型组件对应电连接的部件层组件包括:三维实体组件、标绘组件、特效组件；场景浏览组件对应电连接的部件层组件包括:自动漫游组件、手动导航组件；场景输出组件对应电连接的部件层组件包括:视频输出组件、图像输出组件； 其中，各层内部组件相互独立，各组件只与其相邻层对应的组件进行电连接，构成多功能的组合式仿真系统。
2.根据权利要求1所述的一种支持功能订制的组合式视景仿真系统，其特征是:所述多功能的组合式仿真系统为系统主控组件通过应用层组件的数据控制组件与功能层组件的本地数据驱动组件相连，应用层组件的场景仿真组件与功能层组件的可视化模型组件、地形组件相连，可视化模型组件与部件层组件的三维实体组件相连；应用层组件的显示输出组件通过功能层组件的场景浏览组件与部件层组件的手动导航组件相连；应用层组件的人机交互组件与功能层组件的鼠标操控组件相连。
3.根据权利要求1所述的一种支持功能订制的组合式视景仿真系统，其特征是:所述多功能的组合式仿真系统为系统主控组件通过应用层组件的数据控制组件与功能层组件的网络数据驱动组件相连，应用层组件的场景仿真组件与功能层组件的可视化模型组件、自然环境组件、地形组件相连，可视化模型组件与部件层组件的三维实体组件、特效组件相连；应用层组件的显示输出组件与功能层组件的视窗组件相连。
4.根据权利要求1所述的一种支持功能订制的组合式视景仿真系统，其特征是:所述多功能的组合式仿真系统为系统主控组件通过应用层组件的场景仿真组件与功能层组件的可视化模型组件、自然环境组件、地形组件、碰撞检测组件相连，可视化模型组件与部件层组件的三维实体组件、标绘组件相连；应用层组件的显示输出组件与功能层组件的场景浏览组件、视窗组件相连，场景浏览组件与部件层组件的自动漫游组件、手动导航组件相连；应用层组件的人机交互组件与功能层组件的触摸屏操控组件相连。
【文档编号】G06F9/44GK204155263SQ201420504102
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年9月3日 优先权日:2014年9月3日
【发明者】郭金良, 张德锋, 王华兵, 聂孝亮, 李晓燕, 张阳, 韩文彬, 薛原 申请人:中国人民解放军63892部队