刘伟

摘要：在我国社会快速发展的背景下，我国的科学技术水平快速进步。运用虚拟现实技术对客观现实世界进行可视化逼真再现，衍生了众多当前流行的虚拟现实交互系统，而其所构建的虚拟环境场景是实现虚拟现实交互系统的基础。虚拟现实环境中的现实物体模型是其最重要的组成部分之一，为确保虚拟现实系统的整体视觉呈现才能更加完美，将各种电力通讯设备模型进行有效的优化设计与处理显得尤为重要，本文重点针对虚拟场景环境中的电力通讯设备三维模型进行模型优化方法研究。实验结果显示，经过算法优化，模型的顶点数，模型文件大小减少，系统运行流畅度都显著提高。

关键词：电力通讯设备三维建模;结构优化;LOD优化;数量优化;纹理优化

引言

人们通讯的历史悠久，由远古的烽火狼烟、千里马到现在的电话电报、无线电和光纤等，通讯手段先进了很多，也更方便了人们的日常生活。随着日新月异的科技发展，水、陆、空都是通讯的空间，使用三维激光通讯已然成为现代通讯技术发展的新亮点。有专家预测，在理想的状况下，用激光作载体进行三维卫星通信，若话路带宽为四千赫，则可容纳一百亿条话路，到那时，人们的生活会越来越多彩。

1三维激光通讯的关键技术

1.1高功率光源

在空间光通信系统中，一般采用低功率主控激光器产生低幅度、低相位噪声和良好频率特性的光信号，并采用外调制器以降低啁啾，提高调制带宽，降低串话。鉴于空间光通信传输距离长及空间损耗大的特点，要求光发射机输出功率大且调制速率高。光源一般采用半导体激光器或半导体泵浦的YAG固体激光器，既可作为信号光源，也可作为信标光源。工作波长为0.8～1.5Λm近红外波段。信标光源应能提供几瓦量级的连续光或脉冲光，以便在大视场与高背景光干扰下，能快速、精确地捕获和跟踪目标，可采用大功率单管或多管芯阵列组合以提高功率。信号光则选择输出功率为几十毫瓦的半导体激光器，要求输出光束质量好、发散角小，又不增加望远天线的尺寸和质量，光发射机后可接进末级高功率放大器。

1.2高效的收发天线

为了完成系统的双向互逆跟踪，空间光通信系统均采用收、发合一天线，隔离度近100%的精密光机组件。由于半导体激光器光束质量一般较差，要求天线增益要高。另外，为适应空间系统，天线（包括主副镜，合束、分束滤光片等光学元件）总体结构要紧凑、轻巧、稳定可靠。目前天线口径一般为几厘米至25cm。

2优化方法

在模型优化的前期做好构建模型层级的规划工作，针对不同层级的主要电力通讯设备的不同特点，选择出与之匹配的建模方式。具体为（1）多用2D模型而少用3D模型如熔接机盒，切割机盒，开缆刀;（2）用简单的轮廓来代替复杂形状电子检测工具，接头，熔接机;（3）使用纹理来代替细节描述剥线钳，光缆剪，切割机。

在VR场景中，曲面面数较多的模型经常采用纹理优的方法进行模型的优化处理，从而得到较高的仿真效果。

表1模型优化技术优缺点对比

本文针对电力通讯设备三维模型存在的问题具体优化方法如下：

第一，对单体构建模型简化，控制模型的分段数，用最少的面、片数进行模型几何结构的精简，如光缆剪模型优化。

第二，保证模型的三角面为等边三角形。因为等边三角形面有利于渲染及烘焙，同时锯齿和纹理模糊现象较少，光纤接头模型优化。

第三，删减电力设备看不见的面、各种模型之间的重叠面、各种模型之间的相交面以及因相互遮挡所导致的不可见的面。如切割机熔接机等模型优化。

3发展前景和趋势

目前基于SDH的ASON技术已经基本成熟，其网络节点设备最大交叉容量可达1.28Tbit/s，典型倒换时间远小于50ms，在我国和国际上也都已经有了许多应用的实例，但是尚缺乏大规模网络的应用经验，特别是各种连接功能的应用缺乏实例。从技术层面上看，目前的ASON系统还可以支持多种业务，可以认为是ASON与MSTP的完美结合。有些ASON还具有40Gbit/s接口能力，使其传输容量大大提高，可适应网络的长期发展需求。其中光网络的智能化和电信机的以太网传输是光通信较为重要的发展方向。

3.1光网络智能化是重要发展方向

光通信技术近40年的发展历史，主要是以传输为主线的。但是随着计算机技术与通信技术结合越来越紧密，以及光网络组网、调度、控制、生存性等各方面的需要，在光网络中加入自动发现能力、连接控制技术和更完善的保护恢复功能，即光网络的智能化是今后发展的重要目标。其中，ASON就是典型的例子。

3.2电信级以太网的光传输将成为热点

由电路型交换向分组型交换演变，是电信网的发展方向。因此，作为电信网主要传输方式的光传输网，其承载信号也要从以传输电路型信号向传输分组型信号过渡。以太网是最常用的分组信号，自1973年以太网发明以来的30多年里，以太网本身也经历了一次次改進和变异，有了很大的发展。随着以太网被广泛使用，特别在电信网中使用，它必须适应电信网的要求而发生变化，于是电信级以太网应运而生。因此国际上众多的标准化组织，都在制订有关电信级以太网的标准。另一方面，原来为传送电路型信号而建设的光传输网络，也要适应传输以太网的要求而采用相应的技术。总的来说，之所以以太网发展为电信级，主要是要吸取原电信网面向连接的一些特性，提高网络的可靠性、可管理性、可维护性、可运营性和安全性等等。而现有的光传输网络在这些方面都是有保证的，主要是需要适应分组型的以太网信号的传输。

结语

基于虚拟现实技术的电力操作培训系统中的模型优化方法研究是当下虚拟现实应用技术的重要基础研究之一。本文以虚拟环境中电力通讯设备模型为研究对象，探讨了如何借助于3DSMax实现电力设备的模型制作和利用计算机图形中的纹理渲染技术实现模型优化，并得到了比较满意的模型仿真效果，为真实复现虚拟环境中电力通讯设备，满足模型逼真，强烈的视觉冲击效果的需求提供了强有力的技术支持。虚拟环境的建模中，目前还存在着许多的问题，建立模型库，采用遗传算法等优化算法进行模型参数优化可以明显提高工作效率。

参考文献

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