基于Terra Vista的机场模型构建

吕明++张原

摘要：机场模型是飞行虚拟仿真视景的重要组成部分，其制作工作量大，流程复杂。本文结合个人经验，探讨采用Terra Vista软件生成机场模型的制作方法。

关键词：虚拟仿真；视景；Terra Vista

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）01-0248-02

视景是飞行虚拟仿真系统的重要组成部分，而视景中的机场区域则是重中之重。在进行虚拟仿真飞行时，飞机每次的滑行、起飞、着陆都与机场密切相关，并且是近距离的观察视景中的机场，因此，机场模型构建的是否逼真会极大影响飞行虚拟仿真系统的逼真度和美观度。本文结合个人制作经验，探讨目前比较快捷又精准的机场模型构建方法。

1 软件概述

Terra Vista软件是Presagis公司专门应用于处理高精度、大面积地形数据的软件。与CTS（Creator Terrain Studio）类似，它也是一款非开源地形生成和编辑软件。用户通过快捷的操作界面，可以在较短时间内，生成高精度、大面积的地形。该软件的优点在于：其一，可以便捷的设置和生成任意大小的单块地形模型， CTS中难以实现该功能；其二，Terra Vista软件具备了更加强大的文化要素编辑功能，其自带了大量的模型库和纹理库，通过适当的参数编辑，便可以映射在地形中，形成树木、森林、公路、铁路、湖泊、楼房等，极大地丰富了地景的文化氛围，增强了真实感。

2 视景制作流程

视景制作采用当前通用的Vega Prime驱动CTS地景库方式。CTS地景库的制作采用独立制作的机场模型整合进CTS的大地形中的方法生成。机场模型由Terra Vista生成机场区域基本轮廓和文化要素后，在Creator中修改完成。本文只讨论如何使用Terra Vista生成机场区域基本轮廓和文化要素。

3 具体制作方法

机场模型包括：第一、机场跑道的制作；第二、文化要素的制作，即机场上的塔台、跑道灯、树木等标志物。

1）机场区域的绘制

如图1中所示的不规则闭合线框。在Terra Vista中，使用面要素绘制工具，一般根据机场的实际范围绘制。如果机场实际范围的形状过于不规则，则不必严格按照实际形状绘制。这是因为机场模型在Creator中修改后，要以文化要素映射的形式融合在Terra Vista或CTS的地形中，如果机场形状过于不规则，往往会造成融合边界出现裂缝。

图1 Terra Vista中的文化要素绘制图

2）机场跑道的绘制

使用面要素绘制工具，绘制机场跑道。跑道包含的绘制要素很多。如图1所示有：主跑道、滑行道、停机坪。跑道上还有各种标志，如跑道中心线、跑道入口斑马线、边界线、指引线、跑道方向数字、T字布、跑道中心点。一般在Terra Vista里绘制跑道基本轮廓，其他要素在Creator里以子面的形式制作。在Terra Vista里也可以绘制其他要素，这取决于制作者的个人习惯。

3）其他文化要素的绘制

如图1所示，包含大量的点状、线状的文化要素，绘制这些文化要素用于表现树木、夜间的灯点、公路、铁路和路边的树木、路灯等。

树：主要用来增加美观度。分为点状分布、线状分布、片状分布。封闭线框绘制树林区域，并赋予片状树木的属性。公路两边的线状分布树木，并赋予线型属性。点状分布，需要一个一个点，并赋予点状属性。

市区灯点：用于夜航时增加美观度。居民区用点状分布，路灯用线状分布。机场跑道的标志灯点要放在Creator里单独制作。这是因为每个机场跑道灯点的数量、颜色是不同的，应根据实际情况制作，在Creator里制作更为方便和准确。

地标建筑：机场内建筑基本需要精确制作，在Terra Vista里做不出来，需要在Creator里独立制作。对于周边地标，如果不是重要地标，不要求精确建模，可以在Terra Vista里做，只求“似”即可。

此外，还有公路、铁路、河流、湖泊等特征标识，根据各种标识的形状采用适当的工具绘制并赋予纹理。

4）输出机场模型

如图2所示。设置生成区域。由于要把整个机场区域作为一个模型输出，因此，设置Block Size不仅要求能够圈选整个机场区域，还要确保最高级LOD地形的纹理清晰。采用机场区域纹理最高精度0.58m，看到Texture Res设置为0.996m，意味着实际生成的地形纹理不能足够展示本应具有的清晰度，但这影响不大。首先差别不大，在Creator里绘图时，1m精度基本足够看清细节，其次，即使纹理分辨精度达到0.58m，在近处观看时，效果也是模糊的。因此，为增强逼真度，机场跑道和草坪纹理要采用手绘纹理并以混合叠加的模式重新铺设，以增强逼真效果。

纹理设置为1024×1024。Terra Vista提供了大量的可选择的纹理分辨率，但是，一般采用256×256、512×512、1024×1024这3种。在Block Size固定的情况下，越小的分辨率意味着越不清晰，但是，纹理占用的内存很少。根据本视景的制作流程，Terra Vista生成的机场模型要为Creator中的模型细化考虑，分辨率太低，将会无法看清纹理细节，使得Creator中的模型细化工作变得困难，并且CTS软件能够采用的最大纹理为1024×1024，所以，设置纹理分辨率为1024×1024。

习惯上，LOD层级设置3级。LOD之间转换距离30000～10000～5000，这种设置比较符合人的肉眼视觉感受变化。采样点数#poly的设置决定了每块地形的每个LOD层级中的面数的多少。#poly值越高，面数就越多，模型就会更加精细，但是，占用的内存也将越大。在本地景制作中，由于大地形最终是在CTS中生成，所以，对#poly值基本不做要求。基于个人经验，对于飞行模拟器，#poly的设置10000～30000的LOD层级设置32，5000～10000设置64，山地比较多设置128，0～5000如果地形是大平原设置128，山地256就足够，作为飞行模拟器没必要超过256。这是因为地形模型越精细，占用内存越大，越影响运行速度。无论多么精美的地形，也是要以能够流畅运行为前提的。

总之，如果使用Terra Vista生成大面积地景库时，参数取舍比较困难，需要试验比较。参数稍微变化，对于整个地景就是多出几百兆甚至几个G的数据量，极大影响地景运行速度。

输出模型的纹理选择RGB格式，便于Creator编辑。如果生成大地型，用DDS格式。

图2 Terra Vista中地形参数设置

4 结论

由于Terra Vista软件具有便捷的操作界面和强大的文化要素编辑工具，使得该软件十分适合生成机场模型。对于视景逼真度要求较高的飞行仿真系统，Terra Vista制作的机场模型只是初级模型，还需要在Creator里进行大量的细化工作，后续的工作量极其繁重。