基于OGRE的飛行器實(shí)時(shí)視景軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

楊琪琛，徐 銳

基于OGRE的飛行器實(shí)時(shí)視景軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

楊琪琛，徐 銳

（天津大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院，天津300072）

針對(duì)飛行器實(shí)時(shí)仿真和三維視景顯示的需求，設(shè)計(jì)并開發(fā)了飛行器實(shí)時(shí)視景仿真軟件。仿真軟件以O(shè)GRE圖形引擎為基礎(chǔ)，結(jié)合3DS MAX建模軟件進(jìn)行三維機(jī)體模型創(chuàng)建，利用基于MFC庫(kù)和OGRE圖形引擎開發(fā)的場(chǎng)景編輯工具實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景生成，利用UDP協(xié)議與dSPACE主控計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，為視景顯示提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)。仿真軟件由基礎(chǔ)環(huán)境部分、基礎(chǔ)開發(fā)模塊、場(chǎng)景編輯工具和視景應(yīng)用軟件4大部分構(gòu)成，可以實(shí)現(xiàn)飛行器飛行全過程的實(shí)時(shí)視景展示。仿真結(jié)果表明，視景仿真軟件可以逼真地模擬飛行器飛行場(chǎng)景，能夠?qū)崟r(shí)地進(jìn)行畫面模擬和數(shù)據(jù)監(jiān)視，具有廣闊的應(yīng)用前景。

視景仿真；OGRE；三維建模；飛行器

引用格式：楊琪琛，徐 銳.基于OGRE的飛行器實(shí)時(shí)視景軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.無線電工程，2016，46（5）：85-89.

0 引言

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)發(fā)展，基于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的視景仿真技術(shù)的應(yīng)用，能極大地提升仿真結(jié)果的直觀性和逼真性［1］。許多國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)都進(jìn)行了視景開發(fā)的相關(guān)研究。例如，基于OpenGL，美國(guó)國(guó)家宇航局德萊頓飛行研究中心開發(fā)了名為Core的仿真系統(tǒng)和用于模擬駕駛的 FlightGear［2］；基于OGRE圖形引擎，大連理工大學(xué)開發(fā)了名為SiPESC的衛(wèi)星編隊(duì)可視化平臺(tái)［3］；南京航空航天大學(xué)開發(fā)了電子海戰(zhàn)對(duì)戰(zhàn)模擬系統(tǒng)［4］；華中科技大學(xué)開發(fā)了港口仿真的可視化演示系統(tǒng)等［5］。

通過對(duì)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀總結(jié)分析，本文提出一種構(gòu)建飛行器實(shí)時(shí)視景仿真系統(tǒng)的方案，方案以模塊化思想將視景系統(tǒng)抽象為通用的基礎(chǔ)開發(fā)模塊，基于OGRE圖形引擎進(jìn)行基本模塊開發(fā)；為實(shí)現(xiàn)視景系統(tǒng)可擴(kuò)展性，基于MVC架構(gòu)，利用MFC庫(kù)開發(fā)場(chǎng)景編輯器，實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景生成和編輯功能；在此基礎(chǔ)上針對(duì)飛行器特點(diǎn)通過3DS MAX構(gòu)建三維機(jī)體模型，利用UDP協(xié)議連接dSPACE實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)，提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，完成飛行器實(shí)時(shí)視景仿真系統(tǒng)的開發(fā)。實(shí)時(shí)視景仿真系統(tǒng)可以應(yīng)用于飛行數(shù)據(jù)顯示、模擬仿真訓(xùn)練等方向，并且基于該方案可完成多種背景下視景仿真系統(tǒng)的開發(fā)。

1 視景仿真軟件的總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 視景仿真軟件需求分析

視景仿真軟件的開發(fā)目標(biāo)是在OGRE圖形引擎的基礎(chǔ)上，構(gòu)建具有可復(fù)用性的三維視景開發(fā)套件，并在此基礎(chǔ)上針對(duì)飛行器實(shí)時(shí)仿真需求，進(jìn)一步開發(fā)飛行器實(shí)時(shí)視景仿真應(yīng)用軟件。飛行器視景軟件應(yīng)該具有三維場(chǎng)景構(gòu)建、三維模型的構(gòu)建和導(dǎo)入、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、天氣效果模擬、場(chǎng)景漫游以及參數(shù)配置等功能。

1.2 視景仿真軟件總體架構(gòu)

在綜合分析視景平臺(tái)系統(tǒng)的功能需求和特點(diǎn)基礎(chǔ)上，按照高內(nèi)聚、低耦合的模塊化設(shè)計(jì)思想，結(jié)合面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)思路，同時(shí)考慮OGRE圖形引擎的接口特點(diǎn)，設(shè)計(jì)視景平臺(tái)系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。包括基礎(chǔ)環(huán)境部分、基礎(chǔ)開發(fā)模塊、場(chǎng)景編輯工具和視景應(yīng)用軟件4大部分。

圖1 視景仿真軟件總體架構(gòu)

圖1中，基礎(chǔ)環(huán)境部分主要包括操作系統(tǒng)、圖形API庫(kù)、OGRE圖形引擎開發(fā)和運(yùn)行環(huán)境?；A(chǔ)開發(fā)模塊是在綜合分析三維視景應(yīng)用軟件的共有特點(diǎn)基礎(chǔ)上，為提高開發(fā)效率，獨(dú)立抽象和開發(fā)的可復(fù)用軟件模塊。場(chǎng)景編輯工具主要用于三維場(chǎng)景的可視化構(gòu)建并進(jìn)行地形編輯等相關(guān)編輯工作。應(yīng)用軟件部分是在上述基礎(chǔ)上，根據(jù)具體的飛行器視景開發(fā)需求開發(fā)的飛行器視景應(yīng)用程序。

2 視景仿真軟件的基礎(chǔ)開發(fā)模塊

基礎(chǔ)開發(fā)模塊是基于OGRE圖形引擎抽象和開發(fā)的可復(fù)用模塊，是后續(xù)視景應(yīng)用軟件開發(fā)的基礎(chǔ)。包括OGRE主體框架模塊、場(chǎng)景數(shù)據(jù)管理模塊和網(wǎng)絡(luò)通信模塊等模塊。其中，主體框架模塊負(fù)責(zé)封裝相關(guān)的初始化和配置功能。場(chǎng)景數(shù)據(jù)管理模塊負(fù)責(zé)場(chǎng)景數(shù)據(jù)的讀取和管理，網(wǎng)絡(luò)通信模塊負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸和通信。

2.1 OGRE主體框架模塊

主體框架模塊按照OGRE圖形引擎的初始化、配置、資源讀取、場(chǎng)景創(chuàng)建顯示和幀監(jiān)聽等要求，封裝實(shí)現(xiàn)OGRE初始化和配置功能，是整個(gè)視景平臺(tái)基礎(chǔ)模塊的最底層部分，是所有基于視景平臺(tái)的程序的入口點(diǎn)，負(fù)責(zé)每一幀的渲染推進(jìn)，是整個(gè)視景程序的渲染泵。

OGRE圖形引擎是開發(fā)的基礎(chǔ)，其核心對(duì)象的基本組成方式類圖如圖2所示［6］。

圖2　OGRE對(duì)象組成方式

一般來說，基于OGRE應(yīng)用程序的創(chuàng)建步驟如下：①創(chuàng)建根結(jié)點(diǎn)；②加載插件資源；③配置資源目錄；④創(chuàng)建渲染窗口；⑤創(chuàng)建場(chǎng)景管理器；⑥創(chuàng)建相機(jī)、視口；⑦配置資源組；⑧創(chuàng)建不同的場(chǎng)景。

在上述流程基礎(chǔ)上，根據(jù)基本初始化配置要求，并結(jié)合面向?qū)ο蟮乃枷?，封裝基本的OGRE主體框架模塊UML圖，如圖3所示。

圖3　主體框架模塊UML類圖

主體框架模塊抽象出了視景應(yīng)用的通用部分，符合面向?qū)ο蟮拈_發(fā)思想，同時(shí)也提高了代碼的可復(fù)用性，為視景應(yīng)用程序提供了具有通用性的基本框架。從UML類圖可以看出，當(dāng)需要開發(fā)新的場(chǎng)景，或者擴(kuò)展視景應(yīng)用的時(shí)候，可以在BaseApp類型的基礎(chǔ)上進(jìn)行繼承復(fù)用已有的接口。

2.2 場(chǎng)景數(shù)據(jù)管理模塊

場(chǎng)景數(shù)據(jù)管理模塊負(fù)責(zé)對(duì)于場(chǎng)景的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和操作，包括對(duì)地形、靜態(tài)實(shí)體和動(dòng)態(tài)實(shí)體等數(shù)據(jù)的管理工作，主要由地形系統(tǒng)、草地和樹木等靜態(tài)實(shí)體以及場(chǎng)景天氣系統(tǒng)組成。

2.2.1地形系統(tǒng)

一般來說，地形的生成步驟主要包括分塊、高度圖數(shù)據(jù)、地形紋理和細(xì)節(jié)層次技術(shù)［7］。其中，分塊即把需要生成的地形劃分為許多小的組成部分，將這些部分組合到一起成為最終的整個(gè)地形；高度圖數(shù)據(jù)主要用來生成高度隨機(jī)的地形，即三維坐標(biāo)里的高度坐標(biāo)值；地形紋理主要用于產(chǎn)生不同材質(zhì)的地形；細(xì)節(jié)層級(jí)技術(shù)則是保持渲染效果的同時(shí)提高渲染幀率的常用方法。

基于OGRE圖形引擎提供的相關(guān)接口及上述技術(shù)，同時(shí)按照面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)思想，地形系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的UML類圖如圖4所示。

圖4　地形系統(tǒng)UML類圖

2.2.2 草地和樹木等靜態(tài)實(shí)體

構(gòu)建地形環(huán)境場(chǎng)景，還需要生成草地樹木等靜態(tài)實(shí)體，以提高場(chǎng)景的真實(shí)程度。單個(gè)靜態(tài)實(shí)體的生成方法與普通模型無異，主要包括網(wǎng)格數(shù)據(jù)導(dǎo)入，然后進(jìn)行材質(zhì)生成等相關(guān)工作。構(gòu)建大場(chǎng)景的樹木和草地除此之外還需考慮如下2個(gè)問題：

①隨機(jī)效果的樹木散布方式。為了方便構(gòu)造不同的地形，同時(shí)避免將代碼寫死，采用密度圖的方式進(jìn)行大場(chǎng)景樹木草地構(gòu)建［8］。其基本思想是從密度圖文件中讀取數(shù)據(jù)，讀取密度圖數(shù)據(jù)之后，將對(duì)應(yīng)點(diǎn)的灰度值存入到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)當(dāng)中，在地形生成樹木的時(shí)候，根據(jù)密度圖的灰度值大小，決定該位置的樹木的密集程度。這樣通過更改密度圖數(shù)據(jù)，或者替換不同的密度圖數(shù)據(jù)，就可能得到不同的樹木分布的地形，從而避免將代碼寫死到應(yīng)用程序當(dāng)中，提高了靈活性。同時(shí)密度圖數(shù)據(jù)可以使用PhotoShop等圖片處理工具方便地進(jìn)行人工編輯。

②基于分頁的樹木草地靜態(tài)場(chǎng)景處理。為了提高樹木、草地渲染效率，提高幀率，引入基于分頁的場(chǎng)景顯示方法并結(jié)合LOD技術(shù)。基本思想是對(duì)于立即可見或者快要可見的場(chǎng)景分頁，將所需資源加載到內(nèi)存空間，而對(duì)于遠(yuǎn)處或者不可見的場(chǎng)景分頁，則暫時(shí)不進(jìn)行加載，從而降低內(nèi)存的資源開銷和減少渲染目標(biāo)數(shù)進(jìn)而提高幀率。

2.2.3 場(chǎng)景天氣系統(tǒng)

為了提高場(chǎng)景的真實(shí)性，往往還需要在場(chǎng)景當(dāng)中加入天氣變化等情況?？梢酝ㄟ^OGRE引擎的粒子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。

使用OGRE的粒子系統(tǒng)，首先需要使用Root結(jié)點(diǎn)創(chuàng)建特定的粒子系統(tǒng)，并且在創(chuàng)建的方法中給出粒子模板的名稱，而粒子模板是預(yù)先在腳本中進(jìn)行定義的資源，在加載資源的時(shí)候就已經(jīng)被OGRE進(jìn)行記錄。粒子模板是OGRE提高3D應(yīng)用開發(fā)效率的一大利器。粒子腳本能夠避免將效果硬編碼到源代碼當(dāng)中，可以方便、快捷地進(jìn)行效果的修改而不用重新編譯生成。

2.3 網(wǎng)絡(luò)通信模塊

視景仿真系統(tǒng)基于實(shí)時(shí)仿真數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)運(yùn)行，所以網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸是視景平臺(tái)基礎(chǔ)組成部分中不可或缺的內(nèi)容。與TCP協(xié)議相比，UDP協(xié)議不需要建立連接，也無需重傳確認(rèn)，在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的簡(jiǎn)單環(huán)境當(dāng)中具有更好的效率，所以基于UDP協(xié)議進(jìn)行通信協(xié)議構(gòu)建［9］。數(shù)據(jù)傳輸端（主控機(jī)）和數(shù)據(jù)接收端（視景機(jī)）網(wǎng)絡(luò)接口流程如圖5所示。

圖5　網(wǎng)絡(luò)接口流程

3 視景仿真軟件的場(chǎng)景編輯工具

場(chǎng)景構(gòu)建是三維視景應(yīng)用中的核心部分之一。OGRE圖形引擎只提供渲染相關(guān)的基礎(chǔ)組件和接口，直接使用OGRE圖形引擎接口進(jìn)行場(chǎng)景創(chuàng)建、場(chǎng)景改動(dòng)和調(diào)試都需要進(jìn)行反復(fù)編譯運(yùn)行，效率較低。為了能夠進(jìn)一步提高場(chǎng)景創(chuàng)建生成的效率與直觀性，在基于OGRE圖形引擎的基礎(chǔ)模塊層上抽象場(chǎng)景工具層，用于三維視景場(chǎng)景的應(yīng)用和開發(fā)相關(guān)工作。

3.1 場(chǎng)景編輯工具的設(shè)計(jì)

場(chǎng)景編輯工具是以可視化的方式對(duì)場(chǎng)景中的相關(guān)資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)編輯和管理，實(shí)時(shí)預(yù)覽編輯效果，最后生成場(chǎng)景相關(guān)的配置資源文件，配置文件可以在視景應(yīng)用中直接進(jìn)行讀取加載。為了使得開發(fā)的場(chǎng)景編輯工具代碼更為規(guī)范、易于維護(hù)，按照常用的MVC模式對(duì)工具進(jìn)行架構(gòu)設(shè)計(jì)［10］。

場(chǎng)景編輯工具主要完成基本的場(chǎng)景編輯、實(shí)時(shí)預(yù)覽和數(shù)據(jù)生成等相關(guān)功能。工具應(yīng)該具有對(duì)于場(chǎng)景進(jìn)行簡(jiǎn)單編輯的功能，包括地形編輯、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)實(shí)體編輯、模型編輯、資源樹功能、場(chǎng)景參數(shù)預(yù)覽、地形參數(shù)編輯以及地形畫刷調(diào)整等功能。

3.2 場(chǎng)景編輯工具的實(shí)現(xiàn)

場(chǎng)景編輯工具核心部分在于內(nèi)部編輯功能實(shí)現(xiàn)、用戶界面設(shè)計(jì)和用戶消息響應(yīng)。其中，內(nèi)部編輯功能可以復(fù)用上述基本開發(fā)模塊，包括主體程序框架和場(chǎng)景數(shù)據(jù)管理等相關(guān)內(nèi)容。

3.2.1 基于MFC庫(kù)的界面設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

考慮到OGRE圖形引擎是基于C++語言作為接口，且開發(fā)使用的是Windows操作系統(tǒng)，所以圖形界面的開發(fā)將基于Windows的MFC庫(kù)進(jìn)行［11］。編輯器的界面設(shè)計(jì)類圖如圖6所示。

圖6　基于MFC的界面設(shè)計(jì)UML類圖

3.2.2 編輯器的消息響應(yīng)流程

消息響應(yīng)是編輯器的核心部分之一，其本質(zhì)目的是針對(duì)用戶的消息進(jìn)行響應(yīng)，進(jìn)而修改相應(yīng)數(shù)據(jù)。消息響應(yīng)流程如下：

①對(duì)當(dāng)前活躍的View進(jìn)行處理。主要針對(duì)處理與場(chǎng)景用戶漫游有關(guān)的消息響應(yīng)，不涉及具體場(chǎng)景數(shù)據(jù)的更改，漫游功能使得用戶能夠在場(chǎng)景當(dāng)中隨意進(jìn)行走動(dòng)和觀察。

②消息傳送給CSceneDoc類型。在CSceneDoc類型當(dāng)中，對(duì)輸入消息進(jìn)一步響應(yīng)。

③消息響應(yīng)完成后，激發(fā)UI界面進(jìn)行更新。

3.2.3 場(chǎng)景數(shù)據(jù)串行化

編輯器的最終目的是能夠?qū)⒕庉嫿Y(jié)果存儲(chǔ)到文件系統(tǒng)中，當(dāng)需要渲染當(dāng)前場(chǎng)景時(shí)，可以在視景應(yīng)用程序中直接讀取載入［12］。場(chǎng)景數(shù)據(jù)采用基于XML格式的方式進(jìn)行串行化，基于TinyXML庫(kù)將場(chǎng)景數(shù)據(jù)以XML文檔類似的形式存儲(chǔ)到文件當(dāng)中；同時(shí)基礎(chǔ)開發(fā)模塊同樣調(diào)用TinyXML庫(kù)相關(guān)的接口對(duì)于場(chǎng)景文件數(shù)據(jù)進(jìn)行解析和讀取工作［13］。

4 飛行器視景仿真軟件實(shí)現(xiàn)

在基礎(chǔ)開發(fā)模塊和場(chǎng)景編輯工具基礎(chǔ)上，針對(duì)飛行器視景仿真需求，設(shè)計(jì)并開發(fā)飛行器視景仿真軟件。

4.1 飛行器三維模型的創(chuàng)建

飛行器視景仿真軟件開發(fā)應(yīng)首先基于3DS MAX，構(gòu)建多種飛行器的機(jī)型，獲得網(wǎng)格數(shù)據(jù)。利用3DS MAX實(shí)現(xiàn)飛行器三維模型的創(chuàng)建，首先需要構(gòu)建網(wǎng)格實(shí)體模型，獲得實(shí)體模型數(shù)據(jù)，作為導(dǎo)入OGRE引擎的數(shù)據(jù)來源。

4.2 飛行器三維場(chǎng)景的創(chuàng)建

飛行器飛行環(huán)境相對(duì)比較復(fù)雜，所以構(gòu)建適合的三維場(chǎng)景是使得視景仿真更為真實(shí)的關(guān)鍵所在。飛行器三維場(chǎng)景構(gòu)建，核心部分之一就是構(gòu)建三維地形場(chǎng)景。三維地形構(gòu)建基于第2節(jié)所述的地形系統(tǒng)，采用第2節(jié)所述的基礎(chǔ)地形模塊作為地形構(gòu)建的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。為了避免硬編碼并提高整體系統(tǒng)的靈活性，將場(chǎng)景參數(shù)抽象到文件當(dāng)中形成配置文件，在此基礎(chǔ)上利用第2.2節(jié)所述的場(chǎng)景數(shù)據(jù)管理模塊加載數(shù)據(jù)，進(jìn)而自動(dòng)生成場(chǎng)景。數(shù)據(jù)配置文件的格式與之前所述保持一致，采用XML格式保存配置參數(shù)到文件當(dāng)中。場(chǎng)景生成的基本流程為：加載配置參數(shù)文件、生成地形和渲染環(huán)境場(chǎng)景。生成地形參數(shù)的同時(shí)，也可以將地形數(shù)據(jù)保存到文件，從而避免每一次單獨(dú)生成地形數(shù)據(jù)，加快生成速度。

場(chǎng)景靜態(tài)實(shí)體的擺放、位置以及地形的高度等，可以基于第3節(jié)所述的場(chǎng)景編輯工具進(jìn)行修改，進(jìn)而生成相應(yīng)的地形和靜態(tài)實(shí)體數(shù)據(jù)等。對(duì)每一個(gè)場(chǎng)景，都將場(chǎng)景地形高度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到高度圖文件當(dāng)中，在加載地形的時(shí)候直接使用。

4.3飛行器視景仿真軟件演示效果

飛行器實(shí)時(shí)視景系統(tǒng)，對(duì)飛行器的飛行過程進(jìn)行三維模擬和展現(xiàn)。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)來源于實(shí)驗(yàn)室實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)，主要實(shí)時(shí)計(jì)算裝置為dSPACE實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)，主控計(jì)算機(jī)通過UDP協(xié)議負(fù)責(zé)傳輸數(shù)據(jù)到視景系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)演示。演示實(shí)驗(yàn)效果如圖7所示，分別展示了基本地形場(chǎng)景模擬、海洋天空巡航階段模擬和山地飛行過程模擬等。

圖7　飛行器視景系統(tǒng)演示實(shí)驗(yàn)效果

5 結(jié)束語

根據(jù)國(guó)內(nèi)外視景開發(fā)的研究現(xiàn)狀，提出一種飛行器實(shí)時(shí)視景仿真平臺(tái)的構(gòu)建方案，首先基于OGRE圖形引擎開發(fā)具有可復(fù)用性的視景基礎(chǔ)功能模塊組件，利用MFC庫(kù)構(gòu)建了可視化的場(chǎng)景編輯工具，在此基礎(chǔ)上，基于UDP協(xié)議完成了與dSPACE實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)交互，基于3DS MAX完成飛行器三維建模，實(shí)現(xiàn)飛行器飛行過程實(shí)時(shí)視景演示。視景仿真平臺(tái)基于模塊化設(shè)計(jì)思想，采用MVC設(shè)計(jì)模式實(shí)現(xiàn)，具有良好的靈活性和可擴(kuò)展性，不僅適用于飛行器視景仿真，對(duì)多種研究背景下的視景仿真平臺(tái)開發(fā)具有參考價(jià)值。同時(shí)，經(jīng)過多次演示實(shí)驗(yàn)，可以證明視景仿真系統(tǒng)具有良好的視覺效果和穩(wěn)定性，能很好地實(shí)現(xiàn)視景顯示功能需求。

［1］ CURLETT B P.A Software Framework for Aircraft Simula-tion［M］.Edwards，California：DrydenFlightCenter，NASA/TM-2008-214639，2008.

［2］ 于琰平.基于FlightGear的四旋翼無人機(jī)三維可視仿真系統(tǒng)研究［D］.天津：天津大學(xué)，2010.

［3］ 柳 明.基于SiPESC平臺(tái)的衛(wèi)星編隊(duì)飛行可視化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［D］.大連：大連理工大學(xué)，2011.

［4］ 肖笛.電子對(duì)抗中三維仿真關(guān)鍵技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)［D］.南京：南京航空航天大學(xué)，2010.

［5］ 上官右柏.基于OGRE的港口仿真［D］.武漢：華中科技大學(xué)，2011.

［6］ KERGER F.OGRE 3D 1.7 Beginner′s Guide［M］.UK：Packt Publishing Ltd，2010.

［7］ SHAMIR A，PASCUCCI V.Temporal and Spatial Level of Details for Dynamic Meshes［C］∥Proceedings of the ACM symposium on Virtual Reality Software and Technology，ACM，2001：77-84.

［8］ BLUM L，BLUM M，SHUB M.A Simple Unpredictable Pseudo-random Number Generator［J］.SIAM Journal on computing，1986，15（2）：364-383.

［9］ 芬 納，魯多夫，楊繼張.UNIX網(wǎng)絡(luò)編程：套接口API ［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2006.

［10］黎永良，崔杜武.MVC設(shè)計(jì)模式的改進(jìn)與應(yīng)用［J］.計(jì)算機(jī)工程，2005，31（9）：96-97.

［11］侯 捷.深入淺出MFC：使用Visual C++5.0&MFC4.2 ［M］.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2001.

［12］FLORESCU D，GRüNHAGEN A，KOSSMANN D.XL：An XMLProgrammingLanguageforWebService Specification and Composition［J］.Computer Networks，2003，42（5）：641-660.

［13］薛 萌.基于OGRE地形系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究［D］.上海：復(fù)旦大學(xué)，2009.

Design and Realization of Flying Vehicle Visual Simulation Software Based on OGRE

YANG Qi-chen，XU Rui
（School of Electrical and Automation Engineering，Tianjin University，Tianjin 300072，China）

To meet the needs of flying vehicle real-time simulation and visual presentation，the visual simulation software based on OGRE graphics engine is designed and developed.The three-dimensional solid model is built combined with 3DS MAX modeling software.Environment is generated by scene editing tools based on MFC library and OGRE which are developed by us.UDP communication is used to get real-time flight data and commands from another computer which controls the running of dSPACE.The software consists of the basic environment part，basic design module，scene editing tools and visual application.The result shows that the visual simulation software can realistically simulate the vehicle flying scene.It is capable of real-time scene simulation and data monitor，and has broad application prospects.

visual simulation；OGRE；3D modeling；flying vehicle

TP391.4

A

1003-3106（2016）05-0085-05

10.3969/j.issn.1003-3106.2016.05.22

2016-01-11

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（61273092）。

楊琪琛 男，（1992—），碩士研究生。主要研究方向：三維視景開發(fā)、飛行器仿真和軟件開發(fā)。

徐 銳 男，（1991—），碩士研究生。主要研究方向：飛行器仿真和軟件開發(fā)。