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防洪模型仿真系統

[稿件來源]:沌口基地辦 [作者]: [發布時間]:2008-04-09

  防洪模型仿真系統主要包括計算機主機系統、投影系統、中央控制系統、系統軟件、應用開發等內容。

  1、計算機主機系統
  計算機主機系統,又稱圖形生成器(IG),是整個虛擬現實展示中心系統的核心。在要求計算復雜圖形和產生極高質量和逼真的畫面的應用方面,SGI公司的Onyx系統具有顯著的優勢。
本項目采用SGI?ONYX350系統。基本配置如下:
  CPU?:8個MIPS?1GHz?/?16MB?Cache;
  內存:3GB;
  硬盤:2塊73?GB?硬盤;
  圖形系統:2?條IR4圖形流水線,每條配有1個RM板,每塊RM板含1GB紋理內存;
  顯示器:21”?彩色;
  網絡:1000?Base-T?網卡
  系統軟件:IRIX?6.5?操作系統,?IRIX?REACT,?FORTRAN?77,FORTRAN?90,C/C++?Compiler;?OPEN?GL?Performer?API.

  2、投影系統
  采用三通道立體前投方式。采用基于Galaxy?6?classic+的BR?Center系統。該系統可為用戶提供有沉浸感的虛擬顯示工作環境。由于采用了BARCO專利的(產品和系統級別)的優化,多通道輸出的圖象無論在細節顯示、幾何誤差控制、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統質量無法比擬的。所有的投影機內部都根據系統設計的要求配置BARCO特有的系統級選項,保證多通道間無亮度差、顏色差和灰度差,更重要的是保證所有情況下這些指標都能實時一致、自動調節。除亮度外和顏色外,還確保圖象高精度顯示?-?尤其是控制融合區同源像素的誤差,即保證跨融合區的幾何偏移和變形在誤差控制范圍內等。
  本項目采用BARCO?GALAXY+?Warp?6000投影機系統,主要指標:
  分辨率:SXGA+?(1400?x?1050);
  亮度:6000ANSI流明
  燈壽命:普通情況下1200小時,應用CLO后2000小時;
  單機對比度:?1500:1;
  Stereo-Creator?技術(包括DVI輸入);
  I-Blend?技術;
  DLP單色分光鏡經過了嚴格的物理匹配。
  投影屏幕:
  柱形屏幕
  圖象高度:?4.0m
  半徑:6.5m
  水平視場角不小于120°
  垂直視場角不小于34°

  3、中央控制系統及VR外設
  1)中央控制系統
  采用美國CRESTRON公司的中央控制系統,通過一個觸摸屏控制Reality?Room中多達上百個設備,包括BARCO投影系統、Matrix?Switchers、媒體播放系統、音響系統、燈光系統、視頻設備等。系統包括STXI-1700C雙向無線觸摸屏、CP2第二代經濟型雙總線控制主機、STRFGWXI?12VDC外置電源器、C2N-VEQ4??4?x?4?矩陣混音器、CNPCI-8?8路強電繼電器、CLI-220N-4?4路白熾燈無級調光器。可以提供如下的控制:
  音視頻、VGA信號的輸入輸出切換控制
  投影機開關控制
  DVD、VHS、CD播放、停止、暫停等控制
  燈光開關、亮度調節
  2)立體眼鏡及長距離發射器(VR外設)
  立體眼鏡??采用CrystalEyes立體眼鏡,通過顯示具有深度感的圖像增強可視化效果。圖像逼  真、分辨率高、無重影,提供了最小1000:1的動態范圍。立體模式下120?Hz?(最小值)的屏幕刷新率,絕無閃爍感。即插即用,透射率:一般為32%。
長距發射器??范圍:18?feet?on?HI;?15?feet?on?LO?(typical)},輸入:DB-9電源和同步信號,BNC同步信號
  3)矩陣切換器系統
  選用美國V-TECH公司高性能視頻產品—Matrix?Switchers-VX168HVA,16進8出(RGBHV?Audio)矩陣切換器,可提供最小200MHz?RGB高性能的視頻帶寬,16個輸入8個輸出允許多種信號(NTSC?or?PAL?video,?S-Video?or?stereo?audio)從計算機通過轉換到各種顯示輸出。

  4、系統軟件
  美國Multigen-Paradigm公司旗艦產品Multigen?Creator/CTS/VegaPrime從功能上涵蓋了視景仿真/虛擬現實開發的各個方面,代表了這個行業的最高水平。用Multigen?Creator/CTS/VegaPrime進行視景仿真開發,能極大地降低開發工作量,快速開發出滿足系統各項要求、高性能、高逼真度的視景仿真程序。
  1)實時三維建模工具-Multigen?Creator
  Creator是一個功能強大、交互的三維建模工具。在它所提供的”所見即所得”(WYSIWYG)建模環境中,你可以建立你所期望的、優化的三維模型。它將多邊形模型、矢量模型及地表/特征等集于一體,使您具有無與倫比的效率和創造性。
  2)專業的三維地形生成工具CTS
  CTS(Creator?Terrain?Studio)是MPI公司新一代的集成化的地形生成工具,可完成大范圍高精度地形的生成、工作流程管理和高精度地面紋理賦予等工作。更為重要的是,針對高精度航片/衛片數據庫,CTS提供Virtual?Texture(虛擬紋理)功能,能極大地優化運行性能!在本應用中,模擬的三維地形范圍超過數百公里,且需要高于1米精度的航片作為地面紋理貼圖,這只能通過CTS/VegaPrime軟件體系的Virtual?Texture功能來實現!
  3)實時場景管理/運行軟件VegaPrime
  VegaPrime是MPI公司旗艦產品Vega的后續版本。VegaPrime代表著視景仿真應用程序開發的巨大進步,是最具有適應性和可擴展性的視景仿真商用軟件。
  4)SiteBuilder?3D
  用SiteBuilder?3D,用戶可以直接從GIS(地理信息系統)數據創建相關聯的三維數據庫,在ArcView?GIS的二維地圖中,還可以同步跟蹤顯示你的位置及視角。

  5、應用開發
  包括四個方面:
  1)防洪模型基地交互式三維漫游演示
  通過一般的商品化建模工具,建立防洪模型基地的幾何模型和紋理特征,并利用實物虛化技術,將實拍的實景圖像輸入計算機,與構建的防洪模型基地的幾何模型結合在一起,形成逼真的虛擬仿真模型,然后利用虛擬仿真技術實現防洪模型基地的交互式三維漫游演示。
  2)物理模型試驗成果可視化
  利用虛擬仿真系統,實現對物理模型試驗成果的可視化輸出,并能檢索試驗成果相關數據。
  3)洪水演進數學模型計算成果可視化
  通過開發長江中下游洪水演進數學模型及建立虛擬仿真系統,演示不同洪水條件下的洪水演進過程,并可檢索洪水傳播過程中的水位、流速、流場等重要信息。
  4)長江宜昌至石首河道交互式三維可視化
  建立長江宜昌至石首干流河道的三維數字地面模型(DEM),并利用實物虛化技術,將航空攝影的實景圖像輸入計算機,與構建的干流河道數字地面模型結合在一起,形成逼真的虛擬三維景觀仿真模型,開發相應的人機交互界面和操作工具,進行長江宜昌至石首干流河道的交互式三維可視化,要求反映河道地形、地質、兩岸地形地貌、堤防、港口碼頭、主要涉水工程等有關信息。

責任編輯:劉文
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