基于Creator视景数据库开发

卑珊珊

摘要：利用专业建模工具MultiGen Creator建立一个飞行视景数据库，针对其中各类模型的特点提出相应的优化建模方法，结合地面实拍数据，以某机场为原型，建立一套完成的机场视景数据库，经过在模拟机上验证，该数据库兼顾了实时性和逼真性的要求，完全满足飞行模拟训练的要求。

关键词：MultiGen Creator；机场视景数据库；模拟训练

中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）01-0186-01

0 引言

模拟机视景数据库基本是由模拟机厂家进行研发与制作。国内也有一些公司开发视景数据库，但大多针对大型机场的视景数据库开发，国内一些特殊机场、小机场的数据库开发比较少。由于视景数据库基本由模拟机厂家和第三方公司进行开发，因此开发成本比较高，出于节约公司成本、拓展公司业务和提升公司服务质量和能力的目的，在基于公司EP1000视景系统和MUltiGen Creator的基础上对视景数据库开发进行研究。

1 MultiGen Creator建模软件

1.1 MultiGen Creator简介

Multigen Creator系列软件，由美国Multigen-Paradigm（www.multigen.com）公司开发，它拥有针对实时应用优化的OpenFlight数据格式，强大的多边形建模、矢量建模、大面积地形精确生成功能，以及多种专业选项及插件，能高效、最优化地生成实时三维（RT3D）数据库，并与后续的实时仿真软件紧密结合，在视景仿真、模拟训练、城市仿真、交互式游戏及工程应用、科学可视化等实时仿真领域有着世界领先的地位。

1.2 视景数据库建模中使用MultiGen Creator的基本技术

（1）基本建模环境模块：多边形建模功能；矢量化建模功能；模型数据库控制功能；纹理映射和贴图功能；三维模型格式转换；大面积地形精确生成；多细节层次（LOD）建模；多自由度（DOF）建模；支持光点系统模拟。（2）地形建模模块（参见《Creator可视化仿真建模技术》）。（3）标准道路建模模块（参见《Creator可视化仿真建模技术》）。

1.3 OpenFlight型结构树数据库的管理方式

实时仿真模型不仅仅要有完整的几何外观，还要满足实时应用需要的特质，如各独立模型的相对位置，层次关系，模型单元本身的一些属性，以及组成模型的部分元素之间的相互关系和层次结构等重要信息。

OpenFlight格式的模型数据库正是为了达到以上目的而诞生的，它更可以完整地描述一个三维虚拟场景中包括各种行为和声音在内的所有信息。OpenFlight格式的模型数据库可以在获得极高渲染效率的同时保证实时交互的灵活性。

2 视景数据库建模与加载、调试

2.1 视景数据库建模

2.1.1 视景数据库建模的构成

机场建模由道面相关建模、光影建模、机场内非道面相关建筑建模、进近过程中视野范围内非机场建模、环境灯光的建模。

2.1.2 视景数据库模型的建立

（1）背景地面的建模。为了将模型建立在真实的位置，我们先要将卫片放入Creator中，然后將模型放在卫片上，最后可以根据需要来选择是否将部分卫片删除。（2）跑道道面（Tops）建模。按照需求可以建立三个甚至更多的模型，如干跑道模型、湿跑道模型等，二者的区别是纹理不同，摩擦系数的不同由模拟机系统来配置，和视景数据库无关。（3）路肩（Shoulders）建模。路肩整体分为了三部分：1）Filters（填角）；2）TaxShoulders（滑行道路肩）；3）跑道路肩。路肩的难度在于Filters（填角）。（4）灯光建模。依据《机场附件14》来对需要建模的灯光进行建模。（5）标识牌与停机位牌。首先我们得有机场标识牌布局图，才能确定标识牌位置。（6）建筑物建模。机场内需要精细建模的建筑有：航站楼；塔台；廊桥；灯塔。

2.2 模型的优化

2.2.1 调整数据库层级结构

模型的渲染过程，是将视觉范围模拟成锥形体，称为观测体（viewing volume），判断观测体和边界体是否相交，来确定哪些模型予以显示，哪些模型不予显示。

2.2.2 减少多边形数量

边形数量越少，对于IG（图形生成器）的压力便越小，通过以下几种方式来减少多边形数量：

使用LOD（多层次细节模型）：通过模型与视界的距离的不同，选择不同细节层次的模型来予以显示，距离越远，显示的越少。

用纹理取代模型细节：在不使用更多附加多边形的情况下，使用纹理可以从视觉效果上极大的丰富模型细节。

删除佘余多边形：指的是删除仿真过程中始终不会出现的多边形，如几何体内部多边形，地面建筑的底面，两个物体的共同面重叠等。

2.3 视景数据库模型加载、调试

根据RC对于视景数据库加载过程的分析，发现在加载过程中，视景计算机内的以下文件与加载过程有关：

A、XXX_Clutter.rst（该文件，不同的机场只是名称不同，更改名称即可）；

B、XXX_aircraft_XASC.rst（该文件包含了停机位内的飞机模型，更改名称和停机位经纬度即可）；

C、XXX_docking_XASC.rst（该文件设置docking和Marshallers停机引导员，不同机场一样，更改名称即可）；

D、XXX_windosocks_XASC.rst（设置风向带的经纬度和WAM即可）；

E、XXX_routes_XASC.rst（不同机场内容一样，更改名称即可）。

視景数据库模型的调试：

（1）模型位置及重定位的检查。在机场细则中找到机场基准点，然后算出，或者通过谷歌卫星地图下载器来确定跑道头中点的经纬度，在教员台中直接输入该坐标，看能否落到跑道头中点。然后将飞机调到3海里位置，看其是否直对跑道；或者切换到跑道另一头，看其是否在跑道另一端中点，如果在，说明模型位置准确且五边重定位准确。（2）模型完整性检查。在地面滑行检查模型时，着重看模型是否有缺漏，闪烁，所建模型是否不显示。（3）模型视觉真实性检查。主要检查LOD转换过渡是否平滑自然，纹理是否发生拉伸变形，灯光颜色、闪烁是否正确。（4）模拟机飞行检查。主要检查飞行过程中所飞路径周围的环境是否逼真，跑道，滑行道道面标识是否正确，在飞行进近过程中查看导航台站的添加是否成功。

3 结语

经过对Creator建模软件的学习、研究并随着第一个视景数据库项目的完善，目前已经掌握了视景数据库开发的完整流程，也明确了开发过程中团队的优势与不足，优势是团队中人员术业有专攻；缺点是，团队中离开任何人将无法正常运转。在以后的开发过程中应注重不同技能的互相学习。

参考文献

[1] 王乘，周均清，李利军，Creator可视化仿真建模技术[M].武汉：华中科技大学出版社，2005.

[2] 焦培刚，周以齐，王灿运，等.基于Greator可视化仿真建模优化方法的探讨[J].机电产品开发与创新，2006，19（02）：86-88.

[3] 洪光，李洪儒，牟建国.基于Greator的三维模型的简化研究[J].计算机仿真，2004，21（01）：57-58.

Abstract：Using the professional modeling tool MultiGen Creator to build a flight vision database， propose corresponding optimization modeling methods for the characteristics of various models， combined with ground real shot data， and establish a set of completed airport visual database with an airport as the prototype. After verification on the simulator， the database takes into account the requirements of real-time and realistic， fully meeting the requirements of flight simulation training.

Key words：MultiGen creator； airport view database； simulation training