天大建筑工程學院三維交互虛擬仿真系統(tǒng)方案

    2006年8月，在天津大學建筑工程學院《三維交互仿真軟硬件系統(tǒng)·技術開發(fā)與服務項目》投標中，中視典數(shù)字科技有限公司經(jīng)過幾輪殘酷的競爭和一個多月的考察評比，憑借自行開發(fā)的“虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng)”力壓群雄，一舉奪標。

    此次招標項目為天津大學今年重要實驗室重點項目。在國內(nèi)同行院校中暫屬于先例項目。為確保各競爭單位的資質(zhì)和實力。天津大學考察組一行還專程至武漢理工大學考察中視典相關項目，考察重點是中視典負責的武漢理工大學“三通道立體虛擬仿真系統(tǒng)”項目�？疾旖M由天津大學設備處，建工學院等主要負責老師等組成。

    考察專家組在武漢理工大學，聽取了武漢理工 “虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng)”項目情況匯報，實地檢查項目情況和觀摩了系統(tǒng)的演示效果。

    考察專家組經(jīng)過認真考核后，一致認為中視典自主研發(fā)的“虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng)”完全符合項目要求，設備先進齊全，技術指標及性能達到和超過設計要求。整個系統(tǒng)完整成熟，性價比極高，符合項目要求。最終奪得標案。

    天津大學建筑工程學院這套仿真系統(tǒng)包含三個部分：

1. 三通道環(huán)幕立體投影系統(tǒng)。
2. 配套圖形設備系統(tǒng)。
3. 虛擬仿真軟件、定制開發(fā)、服務部分（包含SDK）。

    為確保系統(tǒng)的先進性、實用性、前瞻性、院方對本項目提出了嚴格的虛擬軟件開發(fā)指標和項目要求，包括：

1. VRP平臺技術指標

    支持虛擬漫游： 支持關鍵建筑或設備的信息查詢： 支持多媒體資源超鏈接：支持導航地圖：支持自動漫游和自主漫游的切換：支持實時方案替換：支持各種生物特效：支持高精度、高效碰撞檢測： 支持各種熱點：支持各種事件觸發(fā)器：支持界面自定義：支持各種運動對象：

2. SDK及工程定制技術指標

（1）提供三維的建模與操控環(huán)境

    能夠?qū)�入并顯示其他建模軟件的三維實體模型，進行三維實體的屬性編輯，如實體的添加或刪除，實體的性能參數(shù)、坐標位置等編輯。三維實體環(huán)境與施工仿真系統(tǒng)高度集成，共同基于VC++開發(fā)平臺。

（2）能夠控制三維實體的動態(tài)顯示

    根據(jù)仿真程序計算結(jié)果，得出某一時刻各三維實體的隱藏或顯示屬性，并在該時刻隱藏或顯示各三維實體。

（3）實現(xiàn)運輸過程的實時仿真

    根據(jù)仿真計算過程，在每一幀中，計算出運輸汽車等三維實體的空間位置和狀態(tài)，并在該幀中實時顯示。為了得到流暢的顯示效果，要求每秒的顯示幀數(shù)要至少達到15-30幀。

（4）實現(xiàn)三維交互控制

    通過三維實體的拾取來接受或輸入信息，進行模型參數(shù)修改或?qū)崿F(xiàn)仿真決策。同時三維交互控制還包括通過鼠標等輸入設備控制三維場景的漫游等操作。

（5）支持DirectX或OpenGL的底層開發(fā)

    提供建模和模型操作的接口，能夠?qū)⒒�于DirectX或OpenGL開發(fā)的模塊融入到該系統(tǒng)中。比如支持簡單的三維建模，實現(xiàn)模型的布爾操作，能夠支持粒子系統(tǒng)的編程。

（6）提供三維模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊

    即提供從3DSMAX中的三維模型轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)所識別模型數(shù)據(jù)的模塊。通過該模塊可以得到系統(tǒng)能直接識別并進行操作的三維實體模型。

（7）支持系統(tǒng)成果exe執(zhí)行文件的獨立發(fā)布

    根據(jù)仿真系統(tǒng)的計算結(jié)果，能夠獨立發(fā)布某方案的exe成果。

（8）提供立體投影、實時交互模塊的函數(shù)接口

（9）提供網(wǎng)絡化、數(shù)據(jù)庫等技術的后續(xù)支持

（10）以上功能均以SDK的接口函數(shù)形式給出，支持在VC++6.0中的函數(shù)調(diào)用

（11）提供完備的使用說明及用戶手冊。

    該系統(tǒng)是中視典完全知識產(chǎn)權，自行開發(fā)研制的一套完整的視景／視頻圖像仿真、虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，各項性能指標達到世界先進水平，系統(tǒng)建成后對于水利工程項目管理、項目演示、項目進度控制、多維信息處理、概念模型表示方法等工作提供重要技術保障。結(jié)合互動仿真的技術與水利工程管理理論，實現(xiàn)了水利項目信息可視化與虛擬現(xiàn)實的數(shù)據(jù)技術互動等重要功能。為水利工程項目管理和建設提供了重要的決策參考。同時該系統(tǒng)還在測繪遙感、數(shù)字城市、城市規(guī)劃、航空航天、汽車工業(yè)、機械流程、醫(yī)療工程、高等院校三維數(shù)字教學、軍事仿真等領域有廣泛的應用價值。