[发明专利]一种交互式场景仿真系统及场景虚拟仿真方法

权利要求书

1.一种交互式场景仿真系统，其特征在于该系统借助计算机和虚拟仿真软件实现，该系统包括输入采集子系统、场景显示子系统和交互控制子系统，其中：

输入采集子系统用于设置输入方式，并采集输入的信号或事件；

场景显示子系统用于建立虚拟场景，实现虚拟场景的仿真管理和显示控制，并支持虚拟场景的更新；所述场景显示子系统包括：

模型数据库，用于存储预先制作的真实场景影像素材和设计完成的模型元素，

所述模型元素包括环境图纸、地理模型和实物仿真模型；

场景合成模块，用于确定虚拟场景的模型参数，根据模型参数调用相应的影像素材和模型元素合成为虚拟场景，支持虚拟场景与场景中模型元素之间的链接切换；所述模型参数包括虚拟场景中模型元素的种类和数量参数、各模型元素的位置关系参数、色调参数以及光影效果参数；

显示控制模块，用于实现虚拟场景显示的角度和路径控制，根据所述角度和路径提供虚拟场景的静态或动态的显示模式；

渲染管理模块，用于在仿真程序运行时根据显示模式对虚拟场景进行渲染管理，捕捉虚拟场景中需要渲染的模型元素并调用相应的渲染函数进行渲染；

场景更新模块，用于完成模型元素和模型参数的更新；

交互控制子系统用于进行交互式管理，根据输入的信号或事件实现对虚拟场景的交互式操作和控制。

2.根据权利要求1所述的交互式场景仿真系统，其特征在于，所述交互控制子系统包括场景导航模块、显示模式设置模块和透明度设置模块，其中：

场景导航模块根据虚拟场景的模型参数和场景中的模型元素，生成二维的场景导航图，支持场景导航图与虚拟场景之间的链接切换；

显示模式设置模块用于根据输入的信号或事件预先设定或在线控制虚拟场景显示的角度和路径，并调用显示控制模块生成相应的显示模式；

透明度设置模块用于根据输入的信号或事件的指定设置虚拟场景中相应模型元素的透明度。

3.根据权利要求2所述的交互式场景仿真系统，其特征在于，所述交互控制子系统还包括信息管理模块；所述信息管理模块用于记录虚拟场景相关的信息数据，以及根据输入的信号或事件的指定，完成对相应信息数据的调度和显示管理，并支持信息数据的查询、修改和更新；

所述虚拟场景相关的信息数据包括虚拟场景的GIS地理信息和场景中模型元素的系统属性信息；其中，

所述GIS地理信息用于指示虚拟场景中任意位置的实际经度、纬度和海拔高度信息；

所述系统属性信息用于指示模型元素在虚拟场景中所处的工作系统。

4.根据权利要求3所述的交互式场景仿真系统，其特征在于，所述虚拟场景相关的信息数据还包括场景中模型元素所处工作系统的作业预案信息、应急处理预案信息、警戒预案信息、消防预案信息、人员物资疏散预案信息、供配电线路图表、管网分布图表和消防区域分布图表；其中，

所述作业预案信息用于指示正常工作作业的操作预备方案及步骤；

所述应急处理预案信息用于指示应对突发事件的处置预备方案及步骤；

所述警戒预案信息用于指示进行警戒防卫的规划预备方案及步骤；

所述消防预案信息用于指示应对消防安全事件的处置预备方案及步骤；

所述人员物资疏散预案信息用于指示进行人员或物资疏散的预备方案及步骤；

所述供配电线路图表用于指示模型元素所处工作系统中供电和配电的线路布置情况；

所述管网分布图表用于指示模型元素所处工作系统中管道和网络的分布情况；

所述消防区域分布图表用于指示模型元素所处工作系统中消防区域及消防设施的分布情况。

5.根据权利要求3或4所述的交互式场景仿真系统，其特征在于，所述交互控制子系统还包括测算模块；所述测算模块根据虚拟场景的GIS地理信息换算确定实物尺寸大小，对输入的信号或事件所指定的实物几何数据进行测量和运算，并显示运算结果。

6.根据权利要求5所述的交互式场景仿真系统，其特征在于，所述测算模块包括长度测算单元、面积测算单元和体积测算单元；其中，

所述长度测算单元用于测量和运算输入的信号或事件所指定直线段或曲线段的实际长度；

所述面积测算单元用于测量和运算输入的信号或事件所指定几何平面或曲面的水平投影面积；

所述体积测算单元用于测量和运算输入的信号或事件所指定的规则三维几何体的实际体积。