簡介
Multigen Creator系列軟體,由美國Multigen-Paradigm(www.multigen.com)公司開發,它擁有針對實時套用最佳化的OpenFlight數據格式,強大的多邊形建模、矢量建模、大面積地形精確生成功能,以及多種專業選項及外掛程式,能高效、最最佳化地生成實時三維(RT3D)資料庫,並與後續的實時仿真軟體緊密結合,在視景仿真、模擬訓練、城市仿真、互動式遊戲及工程套用、科學可視化等實時仿真領域有著世界領先的地位。
關鍵概念概括
在創建高效的實時視景仿真模型後面的一些關鍵的概念。
1.實時創建有何不同?
2.為何視景仿真如此有趣?
3.在視景仿真中,會用到哪些元素?
實時應用程式
圖形生成器(IG)
視景數據
建模包
視覺真實度
4.CAD模型能用在視景仿真中嗎?
5.我能用逼真的影像數據嗎?
6.好的練習。
實時套用和數據
令人奇怪的是,編制動態的視景仿真或遊戲套用與創建高效的數據,使其在一個實時環境中發揮最大的功效相比較,和圖形的相關性並不多多少。一個視景仿真資料庫指的是一個數據檔案,它描述一個三維的視覺場景,同時,包括在視景系統中搜尋、顯示數據所需的支持數據。
創建的目的
實時套用和數據創建的目的:
重點是在動態的觀眾和及時反應的仿真之間的沉浸式互動;
真實世界的尺寸、規則和限制可能是仿真目的中非常重要的;
每一幀必須完整地繪製並以30-60幀/秒的速率顯示;
高效的多邊形模型僅僅包括達到所要求效果所需的多邊形數;
數據結構是分級最佳化的,以利於程式遍歷和IG的狀態控制。數據中也包括模型的控制、真實世界的限制以及DIS(分散式互動仿真)最佳化。
集成的工具套餐
Multigen Creator提供了一個集成的工具套餐,專門設計以幫助創建和管理高效的實時資料庫。
為何實時仿真如此有趣?
在商業和軍事領域,沉浸式的視景仿真相較於物理性的驗證新技術、戰略或驗證可行性,是一種安全且大大降低費用的替代方法。
在遊戲的世界中也是一樣,即使是最稀奇古怪的世界也會獲益於真實的運動和模型的動作。並且,在沉浸式的環境中實時地看見自己的化身身受酷刑當然要比自己親身去感受舒服得多。
在當今世界的許多領域中,都可以發現視景仿真的作用所在。
用實時視景仿真優勢
用實時視景仿真的優勢:
穿越和預覽;
對複雜事物直觀的、沉浸式可視化;
商業和軍事的規劃和演習;
訓練系統;
事故可視化/重現;
互動式/沉浸式遊戲。
視景仿真節省了金錢、時間、資源和生命。
視景仿真元素
實時應用程式
此程式控制圖形場景、用戶如何在場景中移動,以及多種其他在場景中的動態事件。汽車駕駛和飛行動態模型、碰撞檢測以及如爆炸等的特殊效果都包含在實時應用程式中。
圖形生成器(IG)
圖形生成器,或IG,是繪製場景的圖形硬體。可根據仿真要求的不同而有不同的配置。典型的IG是SGI的圖形系統Indigo Impacts、Reality Enginers或Infinite Realitys。IG也可以是一般的PC或遊戲控制台。
圖形生成器的性能多以多邊形數/幀,而不是多邊形數/秒來衡量。根據IG硬體平台中的圖形、CPU、頻寬性能等,IG的性能會有很大的差別。術語“Target IG(目標IG)”用來指仿真運行的特定的IG硬體平台。
視景資料庫
視景資料庫是描述用什麼、何時以及如何渲染場景的數據。Creator用公開的OpenFlight格式來存儲這些信息。Creator和OpenFlight是雙精度的,使得描述複雜物體和非常大面積的地形資料庫時能按要求儘可能地精確。
建模包
以前,在實時仿真套用中,簡單的視景資料庫是用基於文本的編輯器、CAD系統或特定數碼的幾何形狀來創建的。如今,Multigen Creator能夠被用來創建視景資料庫中每個單獨的元素。
視覺真實度
在視景真實度後面的策略是非常有趣的,常常是視景仿真中被忽略的元素。
高效的模型是指以符合觀眾希望看到的或體驗的基礎來設計的,而不是圖像的精確度。
真實的感覺來源於符合最終產品或仿真的期望。如果用戶發現對既定內容的期望確實有效,所有其他的細節就可以在不影響仿真的前提下減少或去除。為了更進一步地解釋這種概念,想像一個典型的飛機,由三個人來看。一個人是剛入行的機械師,學習如何進行飛行前的機械檢查;另一個低級的飛行塔控制員,來分辯和領航,使飛機到特定的出口;第三個是一個警察新手,學習機場的交通控制並注意是否有飛機飛過。
每個人對飛機的表達有著完全不同的期望,應如何建模來使之真實?他們需要什麼樣的視覺線索呢?任何仿真都必須將飛機在特定環境中的作用考慮進來。
建築物和地形的加入則可以視硬體的性能增加細節,但並不是必需的,因其有可能影響仿真的目的。
如果關注的是一個互動式的飛行模擬器,高速飛行。觀眾的期望是動態的互動性和真實的飛機回響。場景真實度是第二位的,僅是在視覺定向或敵方辨認時有用。其他的一些用簡單的紋理和層次細節(LOD)就很容易滿足。
在你的設計中,不要忽視感知真實性的心理因素。
延伸問題
視景仿真建模和CAD數據生成有很大的不同。因此,即使是最好的CAD模型也需要大量的整理,使之能用於實時套用。
CAD工具創建精確的工程數據模型,包含大量用於工程和繪圖的有用信息:
CAD的目的:模型精確性和機械整體系;
CAD數據:包含工程標準、精確材質賦予以及大量的屬性數據;
圖形目的:用於工程規劃和靜態圖形生成的、基於複雜規則的數據
僅僅在需要時用CAD數據。因為這種數據的目的並不是為了自然的圖形,實際上,整個CAD資料庫對視景仿真套用提供了很少甚至沒有價值。你將會:
大量手工對冗餘多邊形數據的清除,以滿足實時建模的限制;
近乎隨機放置的多邊形數據必須人工組織和結構化,使其成為有用的多邊形組;
所有的視景仿真的控制因素必須加入到資料庫中。
在很多情況下,從起始創建一個實時模型比轉化一個CAD數據更容易!
毫無疑問,影像師(在這裡,指為出效果圖而作的三維建模)創建了極好的靜態圖形。這些圖形用各種不同的工具和過程來生成,但都不是實時的。有些需幾小時甚至幾天來生成!