[发明专利]林火卫星地面监控站三维培训系统

说明书

技术领域

本发明涉及林火卫星地面监控站三维培训系统，属于三维培训系统技术领域。

背景技术

林火卫星地面监控站持续不断的接收由卫星传送来的信号，所得数据需要进行影像数据格式转换、数据存储、火点提取、虚假火点排除、真实火点确认、火点信息推送等一系列复杂且专业的操作。因此，接收站工作人员除了必须具备扎实的理论知识，更应掌握较高的实践操作技能。因此，加强操作人员实践培训成为必然选择。

地面接收设备投入资金巨大，易损坏，维修困难，培训时无法供学员随意使用。这使得培训工作陷入困境。若采用传统的文字描述或视频讲解，“纸上谈兵”式培训很难使学员高效掌握相关知识及操作。且传统的培训方式耗费时间长，效率低，过程枯燥。因此如何高效直观、低成本的达到培训效果是当前卫星地面监控站操作培训面临的一个重大问题

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单，设计合理、使用方便的林火卫星地面监控站三维培训系统。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：它包含系统模型库的建立、粒子模型的设计与制作、动画设计与制作和整体实现；所述系统模型库的建立包含计算机软件模块、物理模型模块、静态场景模块、半动态场景模块；所述粒子模型的设计与制作包含粒子模块、接近现实的粒子模块、有生命力的粒子模块；所述动画设计与制作包含角色库、骨骼动画模块；所述计算机软件模块分别与粒子模块和角色库连接；所述角色库通过导入系统与骨骼动画模块连接；所述计算机软件模块与物理模型模块相互配合；所述物理模型模块通过软件结合生成静态场景模块；静态场景模块通过编程语言的设计结合有生命力的粒子模块组成半动态场景模块；所述粒子模块通过调节粒子基本性质生成接近现实的粒子模块，在动画效果的作用下，所述接近现实的粒子模块转换为有生命力的粒子模块；在角色库与半动态场景模块的作用下生成林火卫星地面监控站三维培训系统。

作为优选，所述系统模型库的建立中涉及三个场景，分别是火点外部观测场景、卫星绕地运行场景、数据接收及处理场景；为方便管理、调用、维护，模型库分为三个子模型库，根据场景模拟的需要，将模型入库；所述子模型的设计制作主要利用3ds max的建模功能，从三维立体入手，按照实际比例和系统功能需求，建立基础模型。为使模型贴近实物，贴图多选择实物拍照，再经Photoshop处理得到满足贴图要求的图片；并结合Vray渲染器，加强模型视觉效果；最后得到符合系统功能需求的模型。

作为优选，所述粒子模型的设计与制作中粒子模型的具体步骤为：

A、根据粒子实体对象的运动特征，设置初始粒子形态，包括粒子持续时间(Duration)、粒子初始延迟(Start Delay)、粒子生命周期(Start LifeTime)、粒子初始速度(Start Speed)、重力倍增系数(Gravity Multiplier)、粒子速度继承(Inherit Velocity)、粒子最大数目(Max Particles)。

B、根据生命周期判断粒子是否过期，并使过期粒子消亡，

Live Time＝Start LifeTime(P)-Start Delay<＝Duration

其中Live Time指粒子当前已存活时间，Start LifeTime(P)指某一粒子P当前所处时间——其中参数P指粒子属性数据，可根据参数，在生命周期函数中计算粒子当前“年龄”；

C、利用计算机记录粒子发射与消亡数据计算现存粒子数，并与最大粒子数目对比，若达到最大粒子数，则暂停发射，一旦现存粒子数达到最低值，则重新启动发射功能；

D、利用粒子生命函数及生命周期中粒子颜色和透明度变化曲线赋予不同生命期粒子颜色，达到颜色渐变效果。

作为优选，所述粒子模型的设计与制作中设有火焰粒子，火焰在林火卫星地面接收站三维培训系统中意义重大，是火点外部观测场景的核心；为精确模拟不同林火阶段火焰效果，将火焰粒子模型分成三个部分：林火初始火点阶段、林火蔓延火场阶段、林火扑灭火星阶段；

作为优选，所述动画设计与制作中人物运动则需要相应的人物模型和骨骼动画一致，即通过骨骼动画影响人物肌理。

人物动画实现的流程为：创建Avatar→配置Avatar→肌肉设定→维护动画→编辑语言控制角色动画→创建角色。