如何建立伪装仿真场景地物模型
论文作者:同为论文网 论文来源:www.lunwenei.com 发布时间:2016年11月03日

1  Presagis Creator

Presagis Creator是一款专门为创建实时三维模型的可视化仿真软件。软件的基本核心是建模模块(Modeling ),提供了创建和编辑数据库文件的可视化环境。

与3D MAX, MAYA等常用建模工具不同的是,Creator用层次化结构的方式描述并存储的一个仿真场景,以该种方式生成的OpenFlight文件采用节点式的分层结构,可以方便的将模型按照几何特性进行有效的组织,并将其转化为便于编辑和移动的节点形式,并且这种类似树状的结构适合实时系统进行的遍历操作[}sa]。图4.8所示的为Creator中一个典型的OpenFlight模型。   

OpenFlight模型主要包括三类信息:模型几何特征、层次结构以及各种节点属性。

模型几何特征是构成三维模型的基本要素,由点、线、面三种基本几何图形构成,在三维场景中,通过一系列有序的坐标点来确定模型的几何特征。

层次结构不仅可以对大量几何体进行有序组织,也有利于下一步仿真应用程序的高效实时渲染。在Creator中,多边形被保存为面节点,多个面节点的集合构成体节点,多个体节点又构成更高层的组节点。对于面节点用于描述模型的几何特性,而体节点或组节点通常用来维护模型的层次性。

节点属性主要描述仿真模型的特征信息,例如模型多边形所使用的颜色、纹理、材质等。这些特征信息大大增加了仿真模型的真实性。

利用Creator建模的基本步骤为:首先确定模型的数据,对于自然地物需要位置,面积,等信息;对于建筑需要平面图,剖面图,三视图等;其次确定模型的层次结构,按照树状层次结构分解模型;然后去除冗余面,例如建筑的地面,内墙面等;最后进行纹理映射,对于门,窗等较细节的部分,使用纹理图片替代详细模型,减少模型复杂度。

地物模型的伪装

本文选取数码迷彩作为地物模型的伪装措施。采用双重纹理的数码迷彩设计方法,生成迷彩伪装图案,然后利用纹理映射,将二维图像映射至三维模型表面。数码迷彩设计的主要步骤为,

第一步,选取典型背景。分析待伪装目标周围的自然环境,选定不小于目标投影面积9倍的区域作为背景图像。

第二步,图像预处理。采用中值滤波法对选取的背景图像进行滤波,并将选取的背景图像由RGB空间转为CIE-Lab空间。

第三步,背景主色提取。采用改进的K-means聚类算法来提取背景主色。将m个向量分为k类,并求每类的聚类中心,使非相似性指标的价值函数达到最小,从心的颜色具有类内距离最小、类间距离最大的特性,能够有效地体现背景颜使伪装目标与背景更好融合。

第四步,迷彩单元大小的计算。人眼视觉的角度区分能力约为1分(约为0.0170),一个点在眼睛的视场中对应不到1分的弧所对应的张角,则人观察不到这个点,而如果两个相邻点与眼睛连线的夹角不到1分,则人分辨不出这两个点。因此,根据公式计算迷彩单元的大小:略                

第五步,生成伪装图案。伪装迷彩图案的过程,就是用数码单元色块对迷彩斑块进行填充的过程。通过循环遍历,用马赛克方块对所有斑块依次进行主色填充,就形成了所需要的伪装迷彩图案。

本文选取的典型背景以及生成的迷彩伪装图案如图4.9所示。  

在Creator中,载入的纹理需要有两个文件定义,一个是保存纹理图像本身颜色信息的图像文件,另一个是用于控制该纹理图像如果被调入纹理内存并显示出来的纹理属性文件。首先将生成的伪装迷彩(图4.9(b))加载至纹理调板中,此时,Creator会自动为其生成一个以“.attr”为后缀的纹理属性文件;然后指定当前纹理,并选择待伪装的目标面;最后使用纹理工具箱中的纹理映射工具将当前纹理映射到所选择的目标面上。利用 Creator构建的部分伪装仿真场景地物模型如图4.10所示。(图略)


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