虚拟地球系统模型

    虚拟地球系统（VES）是一个面向数字地球的虚拟现实系统，这个系统将包括与地球有关的各种实体对象。虚拟地球系统为数字地球提供一个可视化的虚拟环境，同时，用户可以通过一定的交互手段与之交互。

    1．虚拟地球系统信息模型

    虚拟地球系统主要包括五个部分：场景数据、对象建模、场景引擎、交互模型和人。

    ·场景数据库：场景数据库管理虚拟地球系统中的所有实体数据和关系数据。虚拟地球系统涉及大量地学数据，场景数据库必须负责数据的简化、压缩和结构存储；同时负责数据查询、提取和信息恢复等任务。

    ·对象建模：虚拟地球系统中各种不同实体和关系非常复杂，对象建模将有效地简化系统的设计。

    ·场景引擎：场景引擎负责虚拟系统的绘制和事件以及消息机制的实现。如何解决场景的复杂度和计算机图形和计算性能不足之间的矛盾，是场景引擎研究的主要问题。

    ·交互模型：交互模型是虚拟系统与用户的界面，它负责接收和理解用户的交互命令，并将这些命令转化为系统的内部行为。

    ·人：人是虚拟地球系统中的核心。人是信息的目的端和交互的发动机。虚拟场景的设计都要以人为核心。

    2．虚拟地球系统网络模型

    虚拟地球系统的网络模型建立在WWW模型之上的面向Internet的模型。主要由两大部分组成：VES服务器和TIS 浏览器构件。

    1）基于Internet的虚拟模型服务器

    VES服务器是 VES模型的核心。它位于服务器端，由 VES临近进程、场景缓存和场景提取进程组成，专门捕捉和响应来自客户端的VES构件请求。下面的流程描述VES构件与VES服务器之间的连接：

    （1）客户端VES构件发送的请求被WWW服务器接收；

    （2）VES监控进程截获用户请求并分析内容，如果用户请求包含对虚拟地球场景的请求，VES守护进程将用户请求翻译后送给VES服务器；

    （3）VES服务器接到请求后，唤醒场景提取进程；

    （4）场景提取进程提取出用户要求的场景，并送往场景缓存；

    （5）场景缓存将收到的场景发送至远端的VES嵌入式构件；

    （6）VES嵌入式构件解释和执行场景。

    2）嵌入式VES构件

    嵌入式VES构件位于客户端，是一个嵌入到WWW 浏览器中的构件。它负责完成虚拟模型语言文本的解释执行，同时，嵌入式VES构件又是虚拟系统与最终用户交互的界面。

小结

数字地球是一个庞大复杂的虚拟现实系统，它向传统的虚拟现象系统提出了挑战。我们在深入研究面向数字地球的虚拟现实理论的同时，设计了一个面向数字地球的虚拟现实系统——虚拟地球系统。值得一提的是，基于该模型，我们实现了一个基于Internet的地形服务器 TON（Terrian On the InterNet）。