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题目:一种属性可扩展的虚拟实体建模方法的研究与实现

关键词:分布交互仿真;虚拟实体;实体建模

  摘要

构建分布交互仿真系统的主要工作之一就是三维虚拟环境的建模,而虚拟环境是由各种不同的实体组成的,实体不仅是三维虚拟环境的构成元素也是分布交互仿真的参与者和分布交互仿真内容的体现者。因此建立三维虚拟环境首先要对三维虚拟环境中的实体进行建模,具体说实体建模就是要对构成三维虚拟环境的各类实体进行定义、组织和管理。通常实体包括房屋、道路、桥梁等静态物体也包括飞机、坦克、虚拟人等动态实体。为方便用户进行实体建模,本文从开发分布交互仿真系统的实际需求出发,对三维虚拟环境中的实体及其建模进行了深入研究,提出一种属性可扩展的实体建模方法,在此基础上,基于该方法构建了由虚拟实体模型编辑器和仿真运行引擎所组成的原型系统。方便用户定制实体构建仿真环境,促进了分布交互仿真技术的推广应用。本论文的主要工作包含以下四个部分。首先,对实体和实体建模方法进行了深入的研究,分析了以往建模方法中存在的问题,对实体的属性及其定义进行了深入探讨,在此基础上提出了一种属性可扩展的虚拟实体建模方法。其次,为了表现实体的多关节特性,我们定义了多关节实体的骨架信息并且给出了其表示方法。骨架信息的建立满足了具有多关节刚体特性实体(包括虚拟人)的逼真运动。另外,基于属性可扩展的实体建模方法,设计并实现了用于各种平台级实体的属性建模的实体属性编辑器。分析了三维分布交互仿真系统的构成,以组件技术为基础,采用了总线型系统结构,设计实现了面向平台级实体的三维分布交互仿真运行引擎。通过给出一个基于该方法的应用实例对该方法进行了功能测试,并与其他实体建模方法进行了比较,得出结论。最后对全文工作进行了总结,展望了进一步的研究设想。