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摘要：提出了以Visual C++为开发工具，基于OpenGL技术，开发军用物资装载仿真系统的具体方案。采用数值仿真与可视化技术相结合的方法，建立了军用物资装载模型，对物资装载量与装载方式进行仿真，并得出直观的计算结果，为实际货运装载提供理论依据。
关键词：OpenGL；三维模型；虚拟装载
中图分类号：TP391 文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)03-10802-02
1 引言
由于运输成本在整个军事物流活动中占相当大的比例，因而最大化利用运输设备和人员提高运作效率非常重要。为了直观地显示并理解车辆装载过程与方式，本文利用OpenGL技术设计并实现了军用车辆货物装载仿真软件。OpenGL（Open Graphic Library）即开放性图形库，是由SGI公司开发的一种用于开发交互式二维、三维图形程序的图形硬件的软件接口，是独立于操作系统和硬件环境的三维图形库，能十分方便地在各平台间移植，已成为开发计算机图形的工业标准。借助OpenGL，用户可以实现在实时的三维仿真领域对环境和实体渲染高度逼真的视觉效果。OpenGL显示出了强大的生命力，已被广泛应用于可视化技术、实体造型、模拟仿真等诸多领域。本文提出了软件设计的总体思路，分析了军用物资装载的仿真过程。
2系统功能模块设计
本系统采用模块化结构设计，由主模块控制各功能模块，以数据文件形式存放中间或最终信息，便于各模块信息交流。系统的总体结构如图1所示。
图1 系统总体结构
2.1 3D窗口显示模块
该模块的主要作用是正确显示车辆的外观、比例，并用数据方式输出车辆的相关信息，在用户输入车辆信息改变后，能实时作出响应，直观地将改变结果传递给用户。
2.2 装载计算模块
将车辆的装载作为实体进行建立数学模型，对车辆的装载量、尺寸、货物重量、尺寸等限制条件进行仿真计算，求出最优结果。
2.3 文件存取模块
对各种类型的车辆、货物的三维模型及属性信息进行存取操作，建立数据库，对已存在数据可进行导入、修改和保存操作，同时可新建数据加入数据库。
2.4 控制模块
主要包括键盘控制和鼠标控制两种方式。能使用户方便的观察车辆和货物的信息。主要包括旋转、移动、放缩等操作。
2.5帮助模块
帮助模块对军用物资装载的基本名词、术语进行解释，并详细讲解本软件的使用方法。
3 三维模型建立
OpenGL不提供对复杂几何对象的描述或建模手段。开发时综合利用OpenGL与3DS MAX的优点，在建模阶段利用三维图形软件快速建立复杂的模型，在仿真控制和交互阶段，则利用OpenGL程序实现模型的交互仿真。3DS MAX与OpenGL的结合使用,增强了视觉效果和真实感。
3.1 3DS格式文件分析
3DS MAX可生成的图形文件格式为3DS，3DS文件由许多文件块组成，每个块包含了不同的信息类别，如配置、环境颜色、纹理、光源、材质等编辑块，这些块用不同的ID来表示，在三维图形中，在3DS文件中各子块信息如表1所示，从ID可以看出它们之间的嵌套关系，父块是对文件大的划分，子块是父块的细化和具体实现。
表1 3DS文件中各子块信息
3.2接口程序设计
为了能让3DS格式文件中的模型能够导入到OpenGL编程环境中，本文编写了接口程序，下面给出部分代码。
class CLoad3DS// CLoad3DS類处理所有的装入代码
3.3 模型属性设置
为了能在OpenGL正确显示三维模型，应该将模型的坐标、纹理贴图、光源作相应的设置，本文将坐标中心设置在车厢底板平面中心上，以便于装载计算，贴图统一采用位图格式，光源为默认光源。图2为3DS文件中的模型，图3为OpenGL绘制的模型。
4 系统仿真过程实现
目前军事物流单位通常拥有不同型号的运输车辆，而且所需运输的货物种类也非常多，货物的尺寸、重量等特性也各不相同。其中常见的决策问题就是：在车辆最大载重量的前提下，如何最大限度利用车辆装载货物，从而使运输成本降低的同时客户服务也得到改善。系统仿真过程如图4所示。
5 结束语
本文给出了一种应用OpenGL技术进行军用物资仿真软件设计的过程和部分代码，应用3DMAX建立基于了OpenGL的几何模型,找出了一种复杂物体建模的有效途径,降低OpenGL了建模的难度。经过实际验证，本软件可实用性较好，同时可利用代码移植性好的特点，将本软件集成到大型物流管理软件中。
参考文献：
[1]朱长德，叶钦媚.一种基于OpenGL的三维模型转化方法[J].金卡工程.2005,(7):47-49.
[2]杨春金.刘敏.基于OpenGL地形地物三维可视化研究[J].武汉理工大学学报.2005,(6):400-403.
[3]郭成操.基于OpenGL的仿真加工系统的研究[J].成都电子机械高等专科学校学报.2005,(6):29-32.
[4][美]Richard S.Wright,Jr.Benjamin Lipchak著,徐波译.OpenGL超级宝典[M].第三版.北京：人民邮电出版社.2005.22-23.
本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。
关键词：OpenGL；三维模型；虚拟装载
中图分类号：TP391 文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)03-10802-02
1 引言
由于运输成本在整个军事物流活动中占相当大的比例，因而最大化利用运输设备和人员提高运作效率非常重要。为了直观地显示并理解车辆装载过程与方式，本文利用OpenGL技术设计并实现了军用车辆货物装载仿真软件。OpenGL（Open Graphic Library）即开放性图形库，是由SGI公司开发的一种用于开发交互式二维、三维图形程序的图形硬件的软件接口，是独立于操作系统和硬件环境的三维图形库，能十分方便地在各平台间移植，已成为开发计算机图形的工业标准。借助OpenGL，用户可以实现在实时的三维仿真领域对环境和实体渲染高度逼真的视觉效果。OpenGL显示出了强大的生命力，已被广泛应用于可视化技术、实体造型、模拟仿真等诸多领域。本文提出了软件设计的总体思路，分析了军用物资装载的仿真过程。
2系统功能模块设计
本系统采用模块化结构设计，由主模块控制各功能模块，以数据文件形式存放中间或最终信息，便于各模块信息交流。系统的总体结构如图1所示。
图1 系统总体结构
2.1 3D窗口显示模块
该模块的主要作用是正确显示车辆的外观、比例，并用数据方式输出车辆的相关信息，在用户输入车辆信息改变后，能实时作出响应，直观地将改变结果传递给用户。
2.2 装载计算模块
将车辆的装载作为实体进行建立数学模型，对车辆的装载量、尺寸、货物重量、尺寸等限制条件进行仿真计算，求出最优结果。
2.3 文件存取模块
对各种类型的车辆、货物的三维模型及属性信息进行存取操作，建立数据库，对已存在数据可进行导入、修改和保存操作，同时可新建数据加入数据库。
2.4 控制模块
主要包括键盘控制和鼠标控制两种方式。能使用户方便的观察车辆和货物的信息。主要包括旋转、移动、放缩等操作。
2.5帮助模块
帮助模块对军用物资装载的基本名词、术语进行解释，并详细讲解本软件的使用方法。
3 三维模型建立
OpenGL不提供对复杂几何对象的描述或建模手段。开发时综合利用OpenGL与3DS MAX的优点，在建模阶段利用三维图形软件快速建立复杂的模型，在仿真控制和交互阶段，则利用OpenGL程序实现模型的交互仿真。3DS MAX与OpenGL的结合使用,增强了视觉效果和真实感。
3.1 3DS格式文件分析
3DS MAX可生成的图形文件格式为3DS，3DS文件由许多文件块组成，每个块包含了不同的信息类别，如配置、环境颜色、纹理、光源、材质等编辑块，这些块用不同的ID来表示，在三维图形中，在3DS文件中各子块信息如表1所示，从ID可以看出它们之间的嵌套关系，父块是对文件大的划分，子块是父块的细化和具体实现。
表1 3DS文件中各子块信息
3.2接口程序设计
为了能让3DS格式文件中的模型能够导入到OpenGL编程环境中，本文编写了接口程序，下面给出部分代码。
class CLoad3DS// CLoad3DS類处理所有的装入代码
3.3 模型属性设置
为了能在OpenGL正确显示三维模型，应该将模型的坐标、纹理贴图、光源作相应的设置，本文将坐标中心设置在车厢底板平面中心上，以便于装载计算，贴图统一采用位图格式，光源为默认光源。图2为3DS文件中的模型，图3为OpenGL绘制的模型。
4 系统仿真过程实现
目前军事物流单位通常拥有不同型号的运输车辆，而且所需运输的货物种类也非常多，货物的尺寸、重量等特性也各不相同。其中常见的决策问题就是：在车辆最大载重量的前提下，如何最大限度利用车辆装载货物，从而使运输成本降低的同时客户服务也得到改善。系统仿真过程如图4所示。
5 结束语
本文给出了一种应用OpenGL技术进行军用物资仿真软件设计的过程和部分代码，应用3DMAX建立基于了OpenGL的几何模型,找出了一种复杂物体建模的有效途径,降低OpenGL了建模的难度。经过实际验证，本软件可实用性较好，同时可利用代码移植性好的特点，将本软件集成到大型物流管理软件中。
参考文献：
[1]朱长德，叶钦媚.一种基于OpenGL的三维模型转化方法[J].金卡工程.2005,(7):47-49.
[2]杨春金.刘敏.基于OpenGL地形地物三维可视化研究[J].武汉理工大学学报.2005,(6):400-403.
[3]郭成操.基于OpenGL的仿真加工系统的研究[J].成都电子机械高等专科学校学报.2005,(6):29-32.
[4][美]Richard S.Wright,Jr.Benjamin Lipchak著,徐波译.OpenGL超级宝典[M].第三版.北京：人民邮电出版社.2005.22-23.
本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。