一、维应急推演仿真应用
1、应急仿真的基本概念
三维应急仿真演练系统将传统的演练数字化、三维化,可以用来训练各级决策与指挥人员、事故处置人员,发现应急处置过程中存在的问题,检验和评估应急预案的可操作性和实用性,提高应急能力。
三维应急预案模拟演练系统可以广泛应用于石油电力、钢铁冶金、煤矿化工、航空地铁,公路水域、自然灾害,反恐等领域。

2、VRSim3D应急仿真平台的特点
VRSim3D应急推演仿真平台,是针对各类灾害性事件发生发展、应对处理全过程的虚拟演练平台,通过虚拟现实技术多角度、全方位的展现了灾害发生、人员逃生、应急处置、灾后救援的全过程。
系统具有以下几个特点:
<1>、沉浸感:虚拟现实技术具有强烈的"身临其境"沉浸感,友好亲切的人机交互性,激发人们对想象的刺激性,更能增强对重大安全事件的体验。
<2>、真实性:在虚拟场景中不仅提供真实的立体环境,还具有声音、影像变化等众多真实感特效,环境中各种自然实体仿真客观。
<3>、科学性:完全依据科学计算和应急事件客观发展规律对场景进行推演,依据物理引擎计算虚拟场景的模拟效果,依据客观规律仿真真实时间的发展。
<4>、交互性:系统提供灵活友好的交互手段,所见即所得的交互效果,保证虚拟现实演练中产生的各种命令或者行为能够实时地得到响应。
<5>、协同性:支持分布式协同仿真训练,多台计算机终端可以进行协同演练和观察,使多个演练人员在同一个场景内进行联合演练。
二、数字城市三维应用
1、数字城市的基本概念
"数字城市"是指利用"数字城市"理论,基于3S(地理信息系统GIS、全球地位系统GPS、遥感系统RS)等关键技术,深入开发和应用空间信息资源,建设服务于城市规划、城市建设和管理,服务于政府、企业、公众,服务于人口、资源环境、经济社会的可持续发展的信息基础设施和信息系统。
在三维数字空间城市里,空间次序的视觉理解和感知变得非常容易。三维数字城市意在模拟真实世界,减少处理时间,提高社会效率,提供了一个生动的城市空间。
2、VRSim3D平台在数字城市方面的特色
VRSim3D数字城市平台继承VRSim3D引擎的核心功能,并具有海量地理环境数据的管理能力,在此基础上形成了适用于数字城市管理的独有特色。主要应用领域为:城市规划、城市信息管理、城市交通仿真管理、城市污染监测、城市应急演练、房地产开发等众多领域。具备如下优势:
(1)海量三维空间数据的组织与管理
以文件系统建立高效索引机制,组织管理海量的三维空间数据(场景数据、属性数据、空间信息数据等)。基于VRSim3D核心引擎提供的高效绘制和空间索引技术,实现海量模型数据的高性能绘制,支持丰富场景特效,漫游流畅,可几近真实地模拟三维空间环境。
(2)提供多种空间查询和分析功能
提供高性能的三维空间数据服务和基于空间的三维分析功能服务,包括空间测算功能、地形分析、断面分析、日照分析、通视分析、视域分析、GPS空间定位功能等。
(3)支持多源数据的导入和处理
支持导入3DS 、OSG、SHP、DWG等空间模型数据,提供与多种GIS数据库接口,可以将目前主流GIS数据如:AutoCAD、ArcInfo、Shapfile、e00、Mapinfo中的属性信息导入虚拟环境,支持加载多级地形影像数据,快速生成三维空间数据集,提供高性能的数据导入和处理。
(4)支持Web应用与发布管理
基于面向服务的架构(SOA)组织和管理各类空间数据和属性数据服务,用户可以方便地添加三维场景数据应用、地形影像数据应用和空间矢量数据应用。此外,所有应用的数据和管理都通过完善的加密控制和权限控制,确保数据安全。
(5)提供简便灵活的模型编辑功能
提供三维对模型创建与编辑功能、材质编辑功能,以及场景光照和通道信息的编辑功能,可以方便地对三维场景模型进行编辑和维护;提供地形数据增加和编辑功能,可对地形模型进行顶点编辑,可视化处理地形模型数据。
(6)支持多用户的网络并发服务
解决了海量三维空间数据的网络传输问题,通过高效的空间索引机制组织数据,通过动态负载均衡技术响应海量并发访问请求,通过高效的流媒体压缩技术和网络传输技术将三维空间数据快速地推送到系统应用终端,从而实现为海量网络用户提供高质量的网络数据服务。
(7)友好的人机交互接口
该平台提供方便灵活的漫游操纵方式,支持鼠标、键盘、游戏杆等多种交互设备的沉浸式操控,并提供第一人称角色步行、轨迹飞行、俯瞰、驾车等多种漫游方式,允许多角度自由度观察目标。支持视点实时碰撞检测,提供与多种物理仿真引擎的开发接口。
三、虚拟战场仿真应用
1、数字化三维战场环境的基本概念
数字化三维战场环境,也称虚拟战场环境,是利用遥感测绘、虚拟仿真和地理信息系统等先进技术,以空间数据库为支撑,依托信息传感和情报网络,在计算机中生成作战区域真实感三维地理环境,集成展示敌我双方作战目标、兵力部署及态势变化,支持作战指挥和模拟推演的综合信息系统,使各级作战部队和保障人员能够快速、直观、有效地获取信息,提高指挥决策能力及部队的战斗力、生存能力和协同作战能力。
2、VRSim3D数字化三维战场环境特色
(1)提供真实可视电子沙盘
数字化三维战场环境改变传统二维电子地图的表现形式和和操纵接口,具有更大的信息管理容量和更高的时空表现维度,真实地形叠加高精度影像完全再现目标区域地理环境。多种操纵方式不仅允许指挥员从任意角度、任意精度观察特定区域和目标,还支持通视分析、距离测量和路径规划等辅助决策手段,大大提高了对战场环境的感知能力。
(2)动态展示敌我双方态势
三维环境中的态势可视化不仅包括地形可视、实体可视,还包括特效可视、电磁可视和雷达范围可视等诸多方面,支持多视角近距离自由观察和量算,远远超越传统标图符号的表示和使用,通过传感网络实时获取战场信息,在多维、动态、立体、形象、时空可变、友好交互的条件下,提高指挥员视觉体验效果,增强决策者战场感知能力。
(3)提供作战训练基础平台
为信息化战争提供作战训练基础平台。实现多兵种协同,一体化作战指挥,战场信息的充分共享。
(4)支持作战指挥辅助决策
我们这里所提到的战场仿真不但要实现逼真的环境再现,更要强调它的实用性,必须可以配合完成辅助战斗决策的作用。
四、工业生产领域应用
1、虚拟仿真在工业领域应用前景
虚拟现实技术在工业领域的引入,提高了企业开发效率,加强了企业数据采集、分析、处理能力,减少了企业决策失误,降低风险。三维交互式仿真系统可以贯穿于产品生命周期整个过程,可以实现从设计到维修的全方位的三维互动展示,尤其针对复杂系统的整体构型、装配与分解状态、电子电路原理以及数据传输信号流等多种知识内容,通过该系统平台可以更好的传递给观看者和使用者。
2、VRSim3D平台在工业生产仿真中的应用
<1>. 大型机械设备运行原理仿真,用于培训及产品电子样本演示;
<2>. 为核电站等高危险行业提供虚拟仿真和训练功能,降低风险成本;
<3>. 对生产线流程进行演示和仿真,用于技能培训教学和生产线模拟监控。
