CN110362258A - 一种交互式协同想定系统实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种交互式协同想定系统实现方法，其中，包括：指定想定分支数目和各分支下的页面，各分支下的页面列表构成分支想定，所有分支想定集合组成分支想定库，分支想定的元素为页面索引；在遇到分支点之前按照预设速率播放初始分支中的前i个页面；当播放到第i+1个元素时遇到分支点y_i+1和分支点z_i+1，此时将暂停播放，向用户呈现分支选择界面，等待用户交互；持续监测用户信号，若检测到用户选择分支的信号，选择候选分支想定对应的下一个页面的缩略图，根据该页面所属的分支索引选择分支想定信息；如选择分支点y_i+1则根据第一分支A₁选择分支想定信息的页面，如选择分支点z_i+1则根据第二分支A₂选择分支想定信息的页面；使用选择的分支所对应的分支想定更新当前分支想定信息。

Description

一种交互式协同想定系统实现方法

技术领域

本发明涉及界面交互技术，特别涉及一种交互式协同想定系统实现方法。

背景技术

现有的通指装备发展规划、发展战略研究、装备规划与立项论证、组织运用研究和装备信息管理通常采用仿真或实装演练的方式。前者通常过于专业抽象，后者则受制于经费、场地、装备数量等因素，耗费巨大，且研究成果最终通常表现为研究报告，不易于理解和掌握。采用预演方式在时空信息可视化战场环境中组织和编辑二维/三维通指装备模型或场景，通过灵活的设计和组织，可方便地展现不同方案，从而形象直观地进行装备组织运用的全方位展示，实现与用户的直接沟通。

中国专利“CN104615735A一种基于地理信息空间系统的时空信息可视化方法”提供了一种兼顾多维空间信息要素的可视化方法，能够实现各类地理地形数据、二维/三维模型、文字、图片和视频等多源异构数据统一承载、管理和展示。此专利基于一种文档式的场景管理方法和对象树的场景元素管理机制，采用类似于PPT的文档和页面管理方式组织场景，通过对单个场景中各页面元素设置属性动画，利用时间刻度线对动画场景进行管理，通过顺序播放动画实现可视化论证与成果预演汇报。

中国专利“CN104615735A一种基于地理信息空间系统的时空信息可视化方法”所属的技术方案在实现成果可视化时，支持声、光、电的综合展示，大大提高了显示效果，但是与人的交互还有所欠缺，只能支持事先设计好的虚拟场景，通过按照既定动画顺序演示的方式，向指挥人员和决策者进行呈现。为提升军事训练实战化水平，军事演练应立足于应对复杂多变的战场态势，根据态势发展的需求在关键分支点进行随机导调和活导活演，这就要求在演练过程中，推演方案可以在关键点进行人机交互，通过随机进入不同的分支、展示不同的预案，增强指挥人员和决策者之间的动态交互性，实现“人在回路”的交互式设计和验证，提升方案推演的实战化水平。

发明内容

本发明的目的在于提供一种交互式协同想定系统实现方法，用于解决上述现有技术的问题。

本发明一种交互式协同想定系统实现方法，其中，包括：指定想定分支数目和各分支下的页面，各分支下的页面列表构成分支想定，所有分支想定集合组成分支想定库，分支想定的元素为页面索引；在遇到分支点之前按照预设速率播放初始分支中的前i个页面；当播放到第i+1个元素时遇到分支点y_i+1和分支点z_i+1，此时将暂停播放，向用户呈现分支选择界面，等待用户交互；持续监测用户信号，若检测到用户选择分支的信号，选择候选分支想定对应的下一个页面的缩略图，根据该页面所属的分支索引选择分支想定信息；如选择分支点y_i+1则根据第一分支A₁选择分支想定信息的页面，如选择分支点z_i+1则根据第二分支A₂选择分支想定信息的页面；使用选择的分支所对应的分支想定更新当前分支想定信息。

根据本发明的交互式协同想定系统实现方法的一实施例，其中，用矩阵表示分支想定库，每一行对应一个分支想定，行号为分支索引，矩阵元素为页面索引。

根据本发明的交互式协同想定系统实现方法的一实施例，其中，分支想定构建完毕后，分支想定库中共有N个分支，N＝4，4个分支想定对应的页面集合分别为：分支想定1对应的页面集合为A₁＝{x₁，x₂，x₃，...，x_i，y_i+1，...，0}，分支想定2对应的页面集合为A₂＝{x₁，x₂，x₃，...，x_i，z_i+1，z_i+2，...，z_i+n-1，z_i+n，...，0}，分支想定3对应的页面集合为A₃＝{x₁，x₂，x₃，...，x_i，z_i+1，z_i+2，...，z_i+n-1，z′_i+n，...，0}，分支想定4对应的页面A₄＝{x₁，x₂，x₃，...，x_i，z_i+1，z_i+2，...，z_i+n-1，z″_i+n，...，0}，各个分支中集合的元素值均为页面索引，其中A₁为默认初始分支。

根据本发明的交互式协同想定系统实现方法的一实施例，其中，页面索引从1开始，顺序编号，0代表当前分支结束。

根据本发明的交互式协同想定系统实现方法的一实施例，其中，基于时间轴进行页面播放，在需要推演的页面中设置许多时间点，时间点之间的间隔称为时间步长，当时间节点设置完成，根据设置的时间节点进行推演，在未到达下一时间节点时，系统的状态不发生任何改变；当到达下一时间节点时，计算出系统新的状态，然后更新系统的信息，并显示出来，依次类推，直到推演过程遇到交互点。

根据本发明的交互式协同想定系统实现方法的一实施例，其中，分支可嵌套，当用户选择进入某一分支后，该某一分支下还派生子分支。

根据本发明的交互式协同想定系统实现方法的一实施例，其中，还包括：当前分支下所有页面播放完成后，提供当前分支下的分支点回退或结束放映的选项，可选择任意分支点，观看从分支点开始的其它分支想定，模拟不同视角下方案推演过程。

本发明提供一种使决策者切实参与到方案推演整个过程的交互式方法，支持体验人员在关键决策点上实施人工干预，通过场景的分支选择，增强用户决策体验。

附图说明

图1所示为交互式协同想定系统整体架构图；

图2所示为页面示意图；

图3为交互式协同想定系统实现方法流程图；

图4为分支选择效果示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

图1所示为交互式协同想定系统整体架构图，如图1所示，交互式协同想定系统整体架构主要分为三层：内核层、数据层和业务逻辑层，如图1所示，其中内核层包括了二维、三维一体化的图形渲染引擎、实时地形模型加载和渲染工具、海洋特效仿真工具和数据库系统。内核层通过提供插件动态库的方式对不同的数据类型进行驱动，如模型、图标、粒子、矢量和影像等。数据层实现业务逻辑模块与底层数据库之间的数据映射，统一管理系统中的各类数据，包括高分辨率的地形/地貌影像、地图、矢量、地名、模型、图标等。业务逻辑层根据三维协同想定设计的业务流程调用内部运行管理机制实现方案顺序预演，同时还可接收用户外部指令实现基于分支选择的实时交互。顺序预演支持时间轴上的快进、回退，分支选择使用户可以在暂停过程中通过互动影响后续想定的发展方向。

图2所示为页面示意图，如图2，交互式协同想定是展示方案的载体，一个交互式协同想定由页面、音频、时间轴、交互点组成。页面是交互式协同想定的最小组成单元，每个页面具有唯一固定索引。一个交互式协同想定包含多个页面，页面之间呈非线性关系。每个页面由多个二维/三维页面元素组成，页面元素是内容的主要载体，它包括三维球面影像、文本、模型、图标、粒子、矢量等，可以通过拖拽页面元素设计和组织场景，并对页面元素添加运动动画、大小动画、视角变化动画等元素动画，呈现协同想定的效果，动画时长与时间轴正相关。交互点是为了在播放过程中，让决策者参与某次交互行为而设置的一个暂停点。模拟方案在运行一段时间后，让决策者参与推演进程，实现启发式推演。方案预演时每个页面按用户(方案设计人员)预先设定的顺序逐个播放，当前页面播放结束，会自动切换到下一个页面，页面索引与播放顺序无关。

交互式协同想定包括初始化模块、交互信号监测模块、分支选择模块和播放控制模块。初始化模块负责读取分支想定库的初始化信息，并调用底层接口，实现初始页面的可视化。初始化信息包含分支想定库和预先设置的当前分支想定。分支选择模块根据用户指令更新分支信息，并将分支想定信息转发给播放控制模块处理。交互信号监测模块持续监测终端用户交互信号，并将其转发至方案预演控制模块或分支选择模块。播放控制模块用于想定的播放管理，根据播放指令访问分支想定，读取想定的页面信息，调用渲染工具实现可视化及状态更新。

图3为交互式协同想定系统实现方法流程图，如图3所示，交互式协同想定系统实现方法包括：

(1)初始化分支想定库。

用户根据方案想定设计的需要将模型、图标等元素自由拖拽到页面上，并设置位置、样式等属性，添加运动动画、大小动画、视角变化动画等元素动画，并根据预设特定规范指定想定分支数目和各分支下的页面。各分支下的页面列表构成分支想定，所有分支想定集合组成分支想定库。

分支想定的元素为页面索引，页面索引从1开始，顺序编号，0代表当前分支结束。编程实现时可以用矩阵表示分支想定库，每一行对应一个分支想定，行号为分支索引，矩阵元素为页面索引。分支想定构建完毕后，分支想定库中共有N个分支，为方便说明，这里设N＝4，4个分支想定对应的页面集合分别为：

分支想定1对应的页面集合为A₁＝{x₁，x₂，x₃，...，x_i，y_i+1，...，0}，分支想定2对应的页面集合为A₂＝{x₁，x₂，x₃，...，x_i，z_i+1，z_i+2，...，z_i+n-1，z_i+n，...，0}，分支想定3对应的页面集合为A₃＝{x₁，x₂，x₃，...，x_i，z_i+1，z_i+2，...，z_i+n-1，z′_i+n，...，0}，分支想定4对应的页面A₄＝{x₁，x₂，x₃，...，x_i，z_i+1，z_i+2，...，z_i+n-1，z″_i+n，...，0}。各个分支中集合的元素值均为页面索引。其中A₁为默认初始分支。

(2)播放分支想定

在遇到分支点之前按照预设速率播放初始分支A₁中的前i个页面。页面的播放是基于时间轴的，即在需要推演的页面中设置许多时间点，时间点之间的间隔称为时间步长。当时间节点设置完成，系统就可以根据设置的时间节点进行推演，在未到达下一时间节点时，系统的状态(包括实体位置、速度、运行轨迹等)不发生任何改变；当到达下一时间节点时，系统会根据相应的准则，计算出系统新的状态(包括实体的位置、速度、运行轨迹等)，然后更新系统的信息，并显示出来。根据这样的方式，依次类推，直到推演过程遇到交互点。

当播放到第i+1个元素时遇到分支点y_i+1和z_i+1，此时将暂停播放，向用户呈现分支选择界面，等待用户交互。

(3)交互信号监测

持续监测外部终端信号，期间若检测到用户选择分支的信号，如鼠标点击候选分支想定对应的下一个页面的缩略图，图4为分支选择效果示意图，如图4，则将该页面所属的分支索引转发给分支选择模块。如用户点击了y_i+1则将A₁转发给分支选择模块，如用户点击了z_i+1则将A₂转发给分支选择模块，这里假设用户选择进入A₂分支。

(4)分支选择

使用用户选择的分支所对应的分支想定更新当前分支想定信息，当前分支由A₁＝{x₁，x₂，x₃，...，x_i，y_i+1，...，0}更新为A₂＝{x₁，x₂，x₃，...，x_i，z_i+1，z_i+2，...，z_i+n-1，z_i+n，...，0}，并将分支索引号A₂和下一个页面索引号z_i+1转发给播放控制模块处理。

集合元素x₁，x₂，x₃，...，x_i，y_i+1，z_i+1等为页面索引。分支可以嵌套，即当用户选择进入某一分支后，该分支下还可以派生子分支。如进入分支A₂后，分支在i+n处又遇到新的分支点，分别对应分支A₂、A₃和A₄，其中A₃＝{x₁，x₂，x₃，...，x_i，z_i+1，z_i+2，...，z_i+n-1z′_i+n，...，0}，A₄＝{x₁，x₂，x₃，...，x_i，z_i+1，z_i+2，...，z_i+n-1，z″_i+n，...，0}，播放到i+n处时将再次暂停并进入步骤(3)和步骤(4)，直到遇到分支结束标志0。

(5)分支回退

当前分支下所有页面播放完成后，系统提供当前分支下的分支点回退或结束放映的选项，本实例中的分支点列表为i和i+n。用户可以选择任意分支点，观看从分支点开始的其它分支想定，模拟不同视角下方案推演过程。

本发明通过预先建立分支想定库，在分支想定库中存储对应分支想定的标识和元素信息，当播放到分支点时自动暂停，而后基于用户选择进行分支想定的播放，通过在方案关键点引入人的分析和判断，解决现有方案只能按照预先设置的单一固定模式演示的缺陷。

本发明通过预先建立分支想定库，在分支想定库中存储对应分支想定的标识和元素信息，当播放到分支点时自动暂停，而后基于用户选择进行分支想定的播放，通过在方案关键点引入人的分析和判断，解决现有方案只能按照预先设置的单一固定模式演示的缺陷。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种交互式协同想定系统实现方法，其特征在于，包括：

指定想定分支数目和各分支下的页面，各分支下的页面列表构成分支想定，所有分支想定集合组成分支想定库，分支想定的元素为页面索引；

在遇到分支点之前按照预设速率播放初始分支中的前i个页面；当播放到第i+1个元素时遇到分支点y_i+1和分支点z_i+1，此时将暂停播放，向用户呈现分支选择界面，等待用户交互；

持续监测用户信号，若检测到用户选择分支的信号，选择候选分支想定对应的下一个页面的缩略图，根据该页面所属的分支索引选择分支想定信息；如选择分支点y_i+1则根据第一分支A₁选择分支想定信息的页面，如选择分支点z_i+1则根据第二分支A₂选择分支想定信息的页面；使用选择的分支所对应的分支想定更新当前分支想定信息。

2.如权利要求1所述的交互式协同想定系统实现方法，其特征在于，用矩阵表示分支想定库，每一行对应一个分支想定，行号为分支索引，矩阵元素为页面索引。

3.如权利要求2所述的交互式协同想定系统实现方法，其特征在于，分支想定构建完毕后，分支想定库中共有N个分支，N＝4，4个分支想定对应的页面集合分别为：

分支想定1对应的页面集合为A₁＝{x₁,x₂,x₃,...,x_i,y_i+1,...,0}，分支想定2对应的页面集合为A₂＝{x₁,x₂,x₃,...,x_i,z_i+1,z_i+2,...,z_i+n-1,z_i+n,...,0}，分支想定3对应的页面集合为A₃＝{x₁,x₂,x₃,...,x_i,z_i+1,z_i+2,...,z_i+n-1,z′_i+n,...,0}，分支想定4对应的页面A₄＝{x₁,x₂,x₃,...,x_i,z_i+1,z_i+2,...,z_i+n-1,z″_i+n,...,0}，各个分支中集合的元素值均为页面索引，其中A₁为默认初始分支。

4.如权利要求1所述的交互式协同想定系统实现方法，其特征在于，页面索引从1开始，顺序编号，0代表当前分支结束。

5.如权利要求1所述的交互式协同想定系统实现方法，其特征在于，基于时间轴进行页面播放，在需要推演的页面中设置许多时间点，时间点之间的间隔称为时间步长，当时间节点设置完成，根据设置的时间节点进行推演，在未到达下一时间节点时，系统的状态不发生任何改变；当到达下一时间节点时，计算出系统新的状态，然后更新系统的信息，并显示出来，依次类推，直到推演过程遇到交互点。

6.如权利要求1所述的交互式协同想定系统实现方法，其特征在于，分支可嵌套，当用户选择进入某一分支后，该某一分支下还派生子分支。

7.如权利要求1所述的交互式协同想定系统实现方法，其特征在于，还包括：当前分支下所有页面播放完成后，提供当前分支下的分支点回退或结束放映的选项，可选择任意分支点，观看从分支点开始的其它分支想定，模拟不同视角下方案推演过程。