CN103761394A - 一种构建动态变结构仿真引擎可视化组件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种构建动态变结构仿真引擎可视化组件的方法，该方法包括如下步骤：1）构建可视化组件场景系统；2）对动态变结构仿真引擎与可视化组件之间建立通讯协议；3)在仿真引擎中对可视化组件进行注册；4）动态变结构仿真引擎与可视化组件进行交互。本发明基于动态变结构仿真引擎的可视化组件可在不同系统平台运行，能解决原有可视化软件不能跨平台使用的问题，同时可视化组建对仿真结果以直观清晰的方式显示，检验仿真结果的正确性，提高了仿真的效率。

Description

一种构建动态变结构仿真引擎可视化组件的方法

技术领域

本发明涉及一种构建可视化组件的方法，特别是一种构建适用于动态变结构仿真引擎的可视化组件的方法。

背景技术

动态变结构仿真引擎适用于在多核集群环境中进行高效仿真，将其应用于高性能服务器上，可大大提高仿真结果的实时性，而构建该仿真引擎的可视化组件是实现一个完整仿真过程的关键。在传统实现中，可视化部分多是开发独立软件，通过与仿真引擎交互通讯，实现仿真数据的实时显示，这种方式以应用为导向，通用性不高，并且此方式不能和仿真引擎很好结合，实时性也受到制约，因此，需要利用动态变结构仿真引擎的接口技术，构建其可视化组件，实现仿真、显示的一体化，以保证仿真的高效显示。

发明内容

本发明的目的在于提供一种构建动态变结构仿真引擎的可视化组件方法，解决仿真过程显示一体化的问题。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种构建动态变结构仿真引擎可视化组件的方法，该方法包括如下步骤：

1）构建可视化组件场景系统；

2）对动态变结构仿真引擎与可视化组件之间建立通讯协议；

3)在仿真引擎中对可视化组件进行注册；

4）动态变结构仿真引擎与可视化组件进行交互。

所述构建可视化组件场景系统是利用XML文件以XML的方式对三维场景数据进行组织描述，构建可视化组件场景系统。

所述建立通讯协议是指将模型的运动通过变量的位置关系来表示。

所述对可视化组件进行注册是指仿真引擎内部对可视化组件的事件名称、事件类型、事件的端口类型、发送该事件的组件当前时间、事件的发生时间进行处理。

所述仿真引擎与可视化组件进行交互包括：

401）根据仿真运行状态，仿真引擎决定是否需要调用可视化组件；

402）若调用，可视化组件启动，数据被仿真引擎自动推送至可视化组件；

403）可视化组件接收到数据，并按照通讯协议对数据进行解析，并以更新回调的方式驱动模型产生相应的运动。本发明的优点在于：

(1)基于动态变结构仿真引擎的可视化组件可在不同系统平台运行，解决原有可视化软件不能跨平台使用的问题。

(2)可视化组建对仿真结果以直观清晰的方式显示，检验仿真结果的正确性，提高了仿真的效率。

附图说明

图1：本发明可视化组件方法流程图。

具体实施方式

如图1为本发明一种构建动态变结构仿真引擎可视化组件方法的方法流程图，该方法包括如下步骤。

第一步构建可视化组件场景系统

场景系统由许多元素组成，包括光源、摄像机、三维实体等，将这些元素看作节点，建立节点之间的层次关系，组织构建场景树。节点类型分为场景节点、子场景节点、光源节点、摄像机节点、实体节点、自然元素节点。场景节点是场景树的根节点，包含场景中的全局信息，具有位置和范围属性；子场景节点是将大的复杂的场景分割出来的子场景，具有名称、位置、范围等属性；光源节点表示场景中的光照，具有类型、颜色/强度、位置/方向等属性；摄像机节点用以控制对场景的观察视角，具有位置、向上方向、向前方向三个属性；实体节点作为场景中的最小数据单位，用于表示场景中的实际物体，具有名称、类型、运动状态、位置等属性；自然元素节点用于定义各种自然元素，如雨、雾等，具有类别、位置等属性。

利用XML文件描述场景树，具体方式为：

1）为每种类型的节点定义一个复杂类型（complexType），用该类型建立XML元素（element），节点的属性用XML属性（attribute）加以映射；

2）在模型中定义列表类型，用以描述所有由3元数值序列表示的属性信息，比如位置、颜色等；

3）实体节点、光源节点和摄像机节点只能是叶子节点，其XML元素只能包含属性，不包含子元素；

4）定义一个抽象元素来表示自然元素节点；

5）场景节点和子场景节点的区别在于子场景节点不能有自然元素节点和摄像机子节点，因此通过扩展子场景类型subsceneType来定义场景元素scene。

场景系统XML文件描述方式如下：

第二步在动态变结构仿真引擎与可视化组件之间建立通讯协议

通讯协议定义了场景中模型属性的动态变化方式，是仿真引擎与可视化组件的接口。对于不同场景节点，需定义不同的通讯协议。通过协议的定义，确定场景将以怎样的方式变化。以实体节点为例，通讯协议可包含实时位置（X、Y、Z）、实时速度（Vx、Vy、Vz）、颜色（R、G、B）、状态等。

第三步在仿真引擎中对可视化组件进行注册

1）定义仿真引擎与可视化组件交互的事件，如事件名称、事件类型、事件的端口类型、发送该事件的组件当前时间、事件的发生时间等，可以通过事件标示通讯内容，如发送端口类型、发送时间等，同时，将事件内容与通讯协议关联，通讯数据填入时间内容进行发送。

2）通过仿真引擎的注册类对象对可视化组件进行监听，该对象作为一个观察者，监听仿真引擎的运行过程，一旦有可视化组件的事件发生，此对象会将事件传输给可视化组件。

第四步动态变结构仿真引擎与可视化组件进行交互

1）根据仿真运行状态，仿真引擎决定是否需要调用可视化组件；

2）若调用，可视化组件启动，数据被仿真引擎自动推送至可视化组件；

3）可视化组件接收到数据，并按照通讯协议对数据进行解析，并以更新回调的方式驱动相关模型产生相应的运动。

动态变结构的仿真引擎可在仿真时间推进的过程中，不需要系统暂停或重启，动态变更仿真系统参数和模型。通过注册，仿真引擎能够检测到可视化组件的存在，并在需要的时刻对其进行调用。另外，通过建立通讯协议，保证了可视化组件可解析仿真引擎推送过来的数据。当仿真数据需要可视化显示时，仿真引擎将自动启用可视化组件，并将数据自动推送至可视化组件。可视化组件通过解析数据，并将其以可视化的形式展现。

以导弹发射车起竖为例，第一步，建立导弹发射车起竖的场景系统，包括导弹发射车、发射筒、导弹，第二步，建立动态变结构仿真引擎与可视化组件的通讯协议，此处通讯协议定义为发射筒在三个维度的旋转角度(roll,yaw,pitch)；第三步，注册可视化组件，添加至仿真引擎的监听者队列；第四步，一旦有可视化事件发生，仿真引擎将三个维度的旋转角度数据推送至可视化组件，可视化组件对此数据进行解析，并转换为发射筒起竖的可视化过程。

应当理解，以上借助优选实施例对本发明的技术方案进行的详细说明是示意性的而非限制性的。本领域的普通技术人员在阅读本发明说明书的基础上可以对各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种构建动态变结构仿真引擎可视化组件的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

1）构建可视化组件场景系统；

2）对动态变结构仿真引擎与可视化组件之间建立通讯协议；

3)在仿真引擎中对可视化组件进行注册；

4）动态变结构仿真引擎与可视化组件进行交互。

2.根据权利要求1所述的一种构建动态变结构仿真引擎可视化组件的方法，其特征在于，所述构建可视化组件场景系统是利用XML文件以XML的方式对三维场景数据进行组织描述，构建可视化组件场景系统。

3.根据权利要求1所述的一种构建动态变结构仿真引擎可视化组件的方法，其特征在于，所述建立通讯协议是指将模型的运动通过变量的位置关系来表示。

4.根据权利要求1所述的一种构建动态变结构仿真引擎可视化组件的方法，其特征在于，所述对可视化组件进行注册是指仿真引擎内部对可视化组件的事件名称、事件类型、事件的端口类型、发送该事件的组件当前时间、事件的发生时间进行处理。

5.根据权利要求1所述的一种构建动态变结构仿真引擎可视化组件的方法，其特征在于，所述仿真引擎与可视化组件进行交互包括：

401）根据仿真运行状态，仿真引擎决定是否需要调用可视化组件；

402）若调用，可视化组件启动，数据被仿真引擎自动推送至可视化组件；

403）可视化组件接收到数据，并按照通讯协议对数据进行解析，并以更新回调的方式驱动模型产生相应的运动。

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