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UC-win/Road Ver.7
三维实时VR软件

   发布●2012年3月
UC-win
模拟

 UC-win/Road・VR培训
●召开日期・地点 : 2012年6月6日(周三)仙台
 2012年6月8日(周五)福冈
●时  间 : 9:30~17:35 (VR工程师认定试验实施)
●参加费用 : 1人 JPY15,000
 UC-win/Road Advanced・VR培训
●召开日期・地点 : 2012年6月20日(周三)大阪
●时 间 : 9:30~17:35 (VR硕士认定实验实施)
●参加费用 : 1人 JPY15,000
 采用虚拟现实的道路设计培
●召开日期・地点 : 2012年 4月6日(周五)
●时  间 : 9:30~17:30
●参加费用 : 1人 JPY15,000
●会  场:福冈营业所 培训会议室
 UC-win/Road・专家・培训研讨会
●召开日期 : 2012年4月12日(周四)~13日(周五)
●时  间 : 12日13:00 ~17:30 、13日 9:30 ~17:30
        (UC-win/Road 专家试验实施)
●参加费用 : 免费
●会  场:东京总公司  GT塔会议室
 UC-win/Road是利用简单的PC操作,作成和利用三维虚拟・现实(VR=假设空间)的实时VR软件。本次发布的Ver.7对以下的功能进行了追加与改善。
 Ver.7追加功能
集群功能(有奖选项)

(1)集群功能概要
   面向大型驾驶模拟器开发的群集系统在UC-win/Road Ver.7中广泛应用,并作为新的选项功能发布。

   此系统正如在本杂志84号中介绍的一样,可以同步多台PC,并且可以在多数的监控器上输出影像。即使不使用集群选项,从1台PC上也可以输出复数的监控器,由于频道数的增加,可能会使性能下降。但是集群选项为了在各个频道独立的PC上进行显示,不会因为频道数的影响而使性能降低。

 对复数频道的VR和影像系统的需求较多,所以在各种各样的场景里,集群系统的作用得到了发挥。模拟器的真实感、高清晰度数字标牌在会议和展示会等的影像上将会做出巨大的贡献。

(2)集群系统的组成
 集群系统由主机和客户机构成。

主机
 在主机实施用户操作下的模拟的计算。可以负责一个频道的显示。

客户机
 VR空间的描绘的必要信息是从主机接收进行描绘。

同步频道
  本系统利用多频道播放,由主机到客户机传输同步数据。采用多频道播放时,客户数的限制不取决于主机的通信性能,即使是普通的网络硬件也可以连接数十台的客户机。客户机接收数据后立刻进行绘制处理,当所有的客户机实施绘制处理时,主机用以下的发送数据形式进行同步。
 
   采用客户机显示时,由于视点不同,描绘处理的时间也有可能不同。为了在时间差上防止同步紊乱,所有的客户机描绘准备完毕后,系统将在屏幕上显示。


  本次只在以太网网络上实行同步,采用NVIDIA公司提供的Quadro G-Sync专用系统可以得到进一步的改善。

故障安全处理
  即使在客户端发生设想以外的故障,群集系统也不停止,会在能够使用的客户机上形成可以继续模拟和同步的机制。另外,当客户机一时没有反应时,同步将自动恢复。

(3)频道构成
  利用分割放映机或监控器,投影到大屏幕或球面全体的系统,使各客户机向左、右、上等方向移动并显示全方位的场景。模拟的视点是设定单机版时的视点相对位置和相对角,可以投影到自由形状的屏幕上或监控器构成上。设定投影的方法有以下2种。
  • 用复数的监控器构成大屏幕或数字标牌用的投影  
  • 球面利用平面分割投影
 
1 数字标牌  ■2 圆顶形的驾驶模拟器的概念图

(4)用户界面
 
客户端的设定是在设定画面上与主机进行信息的连接并简单的设定客户的名称。一般情况下使用初期设置。在主机端各用户的操作・设定・模拟的控制简单的实行。功能如下。

安装时 
  • 客户机的一览确认与绘制设定
  • 主服务器连接信息网络设定
运用时
  • 开始・结束与客户机同步,没有同步时全部功能可以与单机版同样使用(同步时只有模拟功能)
  • 在构成集群的所有机器上读取VR数据,一同重新启动应用程序。    
  用户界面可以在UC-win/Road的主画面下进行对接,可以一边简单的利用一边使用UC-win/Road(图3)。

点击图像可放大显示。
3 与主机端的GUI一同行驶的样子 

(5)提供形态及价格
 UC-win/Road的集群是由主端和客户端2个元件组成。群集系统的主端在标准的许可中追加群集选项许可。不能进行VR数据的编辑,客户专用的许可单独提供。每一个频道需要一个客户端许可。

产品名称 定价
主选项 80万日元不含税
客户端 5万日元不含税

(6)今后开发预定
  • 关于投影方法,球面投影在软件端支持  
  • 软件边缘融合支持  
  • 关于显示帧的同步,NVIDIAG-Sync的支持
  • 在1台的客户端上支持复数的频道  

越野功能
 UC-win/Road使用方向盘控制器、游戏控制器和键盘进行车辆的驾驶模拟。在行驶时偏离道路的时候,会强制的使行走路线恢复到原有的位置。另外,在道路没有生成的时候,不能进行行走模拟。

  UC-win/Road Ver.7解除了以上的限制,在VR空间内的任何地方可以行驶。在道路上行驶的状态时可以在地形上回转行驶,或是在地形的任意位置上设定「行驶开始点」,从这一点便可以开始行走(图4)。

  而且施工现场的重型设备的模拟等,凸凹地形上的行驶,如图5所示的道路生成较难的课题也容易的解决了。

  此外,地形补丁导入后,在没有生成道路的状态下也可以立刻开始行走,可以节省数据作成的时间。


点击图像可放大显示。 点击图像可放大显示。
4 行驶开始点的设定   5 越野行驶的印象图

 在地形上行驶时,需要设定地面的摩擦系数和声音。在「道路面的编辑」画面上定义各个纹理(图6)。而且在此画面上设定反馈力的话,可以在行驶时对振动进行控制。

  此外,脚本功能也支持越野行驶。在地形上的任意位置设定行驶开始点,依据与道路的动作控制点有同样功能的专用检测点或与3D模型接触时引发的事件,可以使脚本取得进展。

点击图像可放大显示。
6 地表面摩擦系数的设定画面

3DS输出功能
 本功能是将UC-win/Road三维空间中的地形和模型等的所有的模型,利用任意的三维模型数据形式进行输出。

  例如采用3ds形式的输出,可以在3ds Max等的各种各样的编辑和工具上进行利用。预定三维模型数据形式以3ds形式作为标准,连续扩大FBX形式、Obj形式、VRML形式、OpenFlyght形式。

  输出对象如表1所示,按照输出选项的设定,对象模型输出到文件中。由于大规模的UC-win/Road数据全部输出到单一的文件中,会有尺寸问题和数据管理方面的不适合的情况,所以设置了输出选项。利用此选项,可以限定输出对象的模型,也可以使一个模型对应一个文件。

  将来我们将引入层的概念,设定任意复数模型的属于层,并且考虑设置一层一个文件。这样城市空间的部分区划便可以输出3D模型。


No 输出对象
1 地形
2 3D模型
3 道路
4 树木(2D)
5 道路附属物标记树木标记等)


xpswmm插件
 xpswmm中追加了脚本及脚本功能。根据脚本与脚本功能的结合,除了播放、停止、一时停止的操作之外,还有水面高度、流速方向等的描绘、在等高线上的描绘、海啸反射的描绘、一个按钮可播放整个流程。

  播放功能可以控制播放速度、重复播放或单次播放。可以控制模拟与演示结合的分析结果的显示。更加容易的进行互动,活用xpswmm的分析数据。

Sidra插件
 Sidra改定后,可以导入交叉口设计软件Sidra的最新版(Sidra Intersection 5.1)的设计数据。采用最新的Sidra,还可以获取设计的交叉口的形状、断面、交通信号控制、交通量等。
 开发中的功能
Civil 3D插件
 Civil 3D插件是实现与土木设计和施工的三维CAD「Autodesk Civil 3D」的双方向的数据交换的插件。主要支持地形和道路平面线形、纵断线形的数据交换。以往可以支持Civil 3D 2011和之前版本,Ver.7可以支持Civil 3D 2012。而且,以往只支持32bit版,今后预定开发支持64bit版的Civil 3D。

车速表
 可以显示驾驶模拟时的数度表(速度计)和转速表(旋转计)。切换描绘选项用ON/OFF。或切换千米每小时(km/h)与英里每小时,可以调整显示位置。

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7 速度表的显示例子

ATI制显卡支持
  以往UC-win/Road支持使用NVIDIA制的显卡,现在将正式支持ATI制的显卡,几乎所有的功能可以确认是正常工作的,但下述功能不能正确的绘制。
  1. 道路障碍物描绘的问题纹理紊乱,导致错误
  2. 高度照明问题不能描绘路灯前灯
  3. 天空的素材不能贴切的进行描绘   
  4. 不能描绘影子
  根据上述讨论早期的支持,至少1~3项在Ver.7.0中预定支持。第4项将预定Ver.7中的任意一版中发行。
 Ver.6.1追加
World file对应
 World file是在街道地图(卫星写真和航空写真等的地图画像)上的规格化的坐标信息文件。街道地图和 World file一同导入,在World file上描述的位置会自动的进行配置。World file由6个参数构成。World file格式如下表所示。

说明
1 X大小 ( X方向的1像素对应的长度(m))
2 X方向的旋转角度
3 Y方向的旋转角度
4 Y大小 ( Y方向1像素对应的长度(m))
5 图像文件的左上像素的中心东经坐标
6 图像文件的左上像素的中心北纬坐标

 实施街道地图编辑功能的全面的改善。根据以上,也可以实现以下的编辑。
  • 图像的分割和移动
  • 前后关系的调整向前移动向后移动
  • 消除功能的强化消除未使用格子等
流体分析连接插件
 本插件是导入VTK格式的文件,制作形成可视化的一款插件。VTK格式涉及数据的同时实施流线的可视化。

  VTK格式是常用的一种格式,可用于各种软件。本插件将OpenFOAM的流体分析结果导入到ParaView中,用VTK格式输出,我们正在设想研究将其导入并进行可视化的功能。

VTK:Visualization Tool Kit,为3D计算机图形学的可视化的开源库
※VTK格式:VTK为与外部程序进行数据交换所规定的格式

点击图像可放大显示。
8 流线可视化和颜色的设置

孟塞尔颜色空间输出插件
 孟塞尔颜色空间输出插件是将UC-win/Road主画面上显示的景观在「孟塞尔颜色系统」中的表现进行变换,并保存到孟塞尔颜色文件中的一款插件。孟塞尔颜色系统是根据三种颜色的颜色属性「色调(Hue)、亮度(Value)、饱和度(Chroma)」,运用数值表示方法的其中一个。色调表示颜色的不同、亮度表示颜色的明亮程度、饱和度表示色彩的鲜艳程度。

  此方法是在设计和美术领域上常被使用的表现方法。在本插件上利用输出的文件,景观根据孟塞尔颜色,可以利用于设计与研究领域。

9 孟塞尔颜色文件的输出印象

 今后的开发预定
 UC-win/Road Ver.8中,根据描绘的改善・HDR渲染,预定设计支持耀眼光的高度的表现、阴影的真实表现和提高驾驶模拟的真实感(依据运动模糊的速度感的表现)等。
(Up&Coming '12 春季发行出版)

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