Entornos virtuales para simuladores

Javier Barandiarán Martirena (2004)

CEIT
Resumen
Este trabajo genera entornos virtuales realistas para simuladores. Los simuladores, como por ejemplo conducción de autobuses o manejo de grúas, son utilizados para el entrenamiento de los operadores en el manejo del vehículo o máquina, permitiendo aumentar la seguridad de operadores y usuarios.
La simulación es más completa si, por ejemplo, un conductor de camiones entrena en un trayecto que va a realizar frecuentemente. Para construir una entorno virtual realista es necesario invertir un gran número de horas en modelado y diseño gráfico. Este proyecto aporta una aplicación que permite generar el entorno de forma sencilla y rápida, reduciendo el trabajo de modelado a la elaboración de detalles, como pueden ser edificios históricos o significativos.
Con la aplicación se genera el terreno a partir de datos topográficos reales, se trazan vías de forma semi-automática y se añade fácilmente señalización y complementos: árboles, edificios, etc....
Palabras clave: simulador, entorno virtual, MDT, SIG, terreno.

En los últimos años los simuladores de conducción se han hecho indispensables en el aprendizaje o entrenamiento en muchas áreas distintas: en las autoescuelas los alumnos pueden enfrentarse a situaciones críticas, por ejemplo deslizamiento del coche en una carretera nevada, antes incluso de saber conducir. Un conductor de camiones de mercancías peligrosas debe estar preparado para reaccionar ante cualquier situación de riesgo antes de que se produzcan. También es posible mejorar su forma de conducir para conseguir un consumo óptimo de combustible. En el caso de los pilotos de avión es evidente la necesidad de los simuladores. Para el entrenamiento de operarios de grúas u otra maquinaria pesada puede resultar muy costoso o imposible crear una zona de entrenamiento. En definitiva con los simuladores se pueden entrenar muchas de las situaciones que son imposibles de recrear en la realidad, a un coste económico inferior y sin comprometer la seguridad. Gracias a los simuladores es posible aumentar la seguridad de los operarios y usuarios así como mejorar la utilización de los vehículos por parte de estos.

Figura 1 Simuladores

Este proyecto está enfocado a los simuladores de conducción de automóviles. Aunque sería fácilmente adaptable a la conducción de trenes u otros vehículos. Una parte fundamental de los simuladores es el entorno virtual. El coste de la elaboración del mismo mediante técnicas de modelado y diseño gráfico puede ser muy elevado y más si el entorno debe representar un entorno real, por ejemplo el trayecto de una autopista entre dos ciudades determinadas. Si además se quiere ofrecer un servicio al cliente rápido y bajo demanda, se hace necesario utilizar otras técnicas. Este proyecto trata de construir una aplicación que facilite y acelere la elaboración de los entornos. La aplicación será capaz de generar los componentes del entorno: aceptará datos topográficos para generar el terreno, facilitará la tarea del trazado de las carreteras y tendrá la posibilidad de añadir detalles, como árboles o edificios.


Figura 2 Aplicación

 

Herramientas y tecnologías usadas 
Microsoft Visual C++
OpenGL
Photoshop
Terragen
Skybox
Bibliografía especialmente relevante
Bosque Sendra J. (1997). Sistemas de Información Geográfica (2ª ed). RIALP. 
Willem H. de Boer (2000). Fast Terrain Rendering Using Geometrical MipMapping, E-mersion Project. 
Polack T. (2003). Focus on 3d Terrain Programming. Premier Press
Dion Picco(2003). Frustum Culling
Felicisimo A.M. Curso introductorio Modelos digitales del terreno 
Links especialmente relevantes
http://nehe.gamedev.net  Tutoriales y foros sobre gráficos por computador
http://www.flipcode.com  Tutoriales y foros sobre gráficos por computador
http://www.gamasutra.com  Artículos y tutoriales sobre gráficos por computador
http://www.vterrain.org  Desarrollo de un proyecto similar 
http://www.mappinginteractivo.com  Revista Temática Interactiva de Ciencias de la Tierra

 


Terreno


Carretera


Tunel


Muros junto a carretera de montaña




Reconstrucción de la N-1 cerca de Villabona


Interfaz gráfica de la aplicación

 


web3D-ehu  última revisión: September 05, 2005