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驾驶模拟器的核心模块

     汽车驾驶模拟器应用的场景管理平台可具备以下的几大部分功能模块。其中核心模块分为:几何运算模块、视景渲染模块、摄像机控制模块、碰撞检测模块、模型解析模块、声音处理模块、人机交互模块、系统管理模块。该模块完成场景管理平台所需要的一些最基本的处理功能,这是平台中最重要的一部分:

     1、几何运算模块:该模块的功能是实现图像显示过程中基本的二维和三维几何代数运算。模块中主要定义了二维、三维矢量,变换矩阵以及它们之间的代数运算关系。这些基本的几何运算是三维引擎最基础的技术。

     2、视景渲染模块:该模块是实现视景图形渲染的核心模块,汽车模拟器从数据库中提取相应的场景数据,根据当前摄像机所处的方位实现基本图元的绘制、光照材质处理、纹理映射以及三维特效等,构造出三维场景。三维渲染引擎的好坏,在很大程度上取决于视景图形渲染模块的质量。

     3、摄像机控制模块:该模块完成对场景的漫游和显示。它按照人类的正常视觉对场景进行处理,通过可见范围计算裁剪掉视域外的内容,然后通过摄像机的视口变换和投影变换把裁剪后场景投影到屏幕空间。

     4、碰撞检测模块:碰撞检测是三维图形引擎中不可缺少的一部分,汽车模拟器根据具体的应用选择不同的碰撞检测算法。在虚拟驾驶过程中,为了增强驾驶的真实性,场景中行驶的汽车需要进行地形检测、固定物体碰撞检测以及活动物体碰撞检测等。常用的检测算法有包围盒检测和射线/ 多边形检测等。

     5、模型解析模块:该模块将模型从数据库存储格式中解析出来,并且渲染过程进行优化处理,提高场景检索速度,提升渲染质量。

     6、声音处理模块:该模块完成场景管理平台中的声音和音效处理。在虚拟驾驶过程中,根据汽车的运动状态和驾驶人员的各项操作,汽车将发出的发动机轰鸣声、紧急制动声、喇叭鸣笛声、风声、与物体碰撞发出的碰撞声以及外围环境声音等。

     7、人机交互模块:该模块主要在操作人员的输入、汽车动力学模型与虚拟场景建立起一个互动的桥梁,汽车模拟器能够根据人员的操作来实现视景的实时渲染改变,并且通过力反馈设备将场景中的某些信息反馈给操作人员。

     8、系统管理模块:该模块是场景管理平台的核心,它创建整个平台程序的窗口并控制程序流。在程序运行过程中,系统管理模块将场景管理平台中其余的模块有机地整合起来,通过处理消息函数,调用相应的模块完成场景调入、用户输入、声效处理和视景渲染等。



发布日期:2015年03月23日
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