專利名稱：在環(huán)境仿真中使用科學(xué)模型的制作方法
在環(huán)境仿真中使用科學(xué)模型
背景技術(shù)：
許多計算機游戲引擎提供對地球的3D(三維)圖形仿真，用戶可通過該圖形仿真進行導(dǎo)航。仿真環(huán)境的生成涉及大量手動工作，包括對諸如山脈、湖泊和森林之類的地面元素的手動定位。對于仿真環(huán)境的高度細節(jié)視圖而言，3D對象可被手動放置在環(huán)境中；這些對象可以是單個的樹木或樓宇，或者形狀可與將填充該形狀的對象(諸如，樹木)集合一起定義且仿真引擎隨后可自動使用來自已定義集合的對象來填充該形狀。該過程非常復(fù)雜和耗時，并且必須對游戲/仿真引擎的每一個新版本重復(fù)。為了減少所需的手動工作量，可從航空影像或現(xiàn)有3D模型(諸如，Microsoft Virtual Earth )中獲取數(shù)據(jù)。然而，在仿真引擎中使用的信息通常是高度優(yōu)化的(諸如， 受限制的多邊形計數(shù)或優(yōu)化的結(jié)構(gòu)地圖)，因此現(xiàn)存的數(shù)據(jù)通常是不可用的，或在航空影像的情況下，仍然需要大量的手動編輯且不能被自動處理。以下描述的各實施例不限于解決所產(chǎn)生仿真圖形環(huán)境的已知方法的缺點中的任一個或全部的實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
下面呈現(xiàn)了本發(fā)明的簡要概述，以便向讀者提供基本理解。本概述不是本發(fā)明的詳盡概述，并且不標(biāo)識本發(fā)明的關(guān)鍵/重要元素，也不描述本發(fā)明的范圍。其唯一的目的是以簡化形式呈現(xiàn)此處所公開的一些概念，作為稍后呈現(xiàn)的更詳細的描述的序言。描述了使用科學(xué)模型來生成圖形虛擬環(huán)境。在一實施例中，使用了至少兩個不同的科學(xué)模型。表示真實世界環(huán)境的輸入數(shù)據(jù)被第一科學(xué)模型(諸如，氣候模型)所使用，并且由第一科學(xué)模型所輸出的數(shù)據(jù)隨后被饋入第二不同的科學(xué)模型(諸如，生態(tài)模型)以便于生成仿真數(shù)據(jù)。仿真數(shù)據(jù)(例如，可細化特定植物種類的所需填充密度以及它們的大小和齡期)隨后由圖形仿真引擎用于生成可例如被用于諸如飛行仿真游戲的計算機游戲中的圖形虛擬環(huán)境。通過結(jié)合附圖參考以下詳細描述，可更易于領(lǐng)會并更好地理解許多附帶特征。


根據(jù)附圖閱讀以下詳細描述，將更好地理解本發(fā)明，在附圖中圖1是用于生成圖形虛擬環(huán)境的系統(tǒng)的示意圖；圖2是用于生成圖形虛擬環(huán)境的系統(tǒng)的一部分的示意圖；圖3是用于生成圖形虛擬環(huán)境的系統(tǒng)的操作的示例方法的流程圖；圖4是四個科學(xué)模型的網(wǎng)絡(luò)的示意圖；圖5是示出用于虛擬環(huán)境的不同部分的重疊科學(xué)模型的示意圖；圖6是示出將時間方面結(jié)合到用于生成圖形虛擬環(huán)境的系統(tǒng)中的流程圖；以及圖7示出其中可實現(xiàn)此處所描述的方法的各個實施例的示例性基于計算的設(shè)備。在各個附圖中使用相同的附圖標(biāo)記來指代相同的部件。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖提供的詳細描述旨在作為本發(fā)明示例的描述，并不旨在表示可以構(gòu)建或使用本發(fā)明示例的唯一形式。本描述闡述了本發(fā)明示例的功能，以及用于構(gòu)建和操作本發(fā)明示例的步驟的序列。然而，可以通過不同的示例來實現(xiàn)相同或等效功能和序列。圖1是用于生成圖形虛擬環(huán)境的系統(tǒng)100的示意圖，圖形虛擬環(huán)境諸如可例如被用于計算機游戲或訓(xùn)練/教學(xué)工具中的仿真圖形世界。系統(tǒng)100包括基于至少兩個科學(xué)模型102、104的仿真引擎100。科學(xué)模型(諸如科學(xué)模型102、104)通常包括對物理系統(tǒng)中發(fā)生的機理或動態(tài)的數(shù)學(xué)表示，并可被用于對物理系統(tǒng)作出預(yù)測，或提高對物理系統(tǒng)的理解。它們通常使用來自真實系統(tǒng)的數(shù)據(jù)而被參數(shù)化(諸如，它們可包括已使用真實世界數(shù)據(jù)生成的用以對真實世界的諸如森林生長、氣候、降雪之類的某一方面進行建模的算法或規(guī)則集)，并且它們的預(yù)測通常針對真實數(shù)據(jù)集進行測試(諸如，針對來自氣候、降雪等的已知值)?？茖W(xué)模型的示例包括在由Purves和I^cala所著的“森林動態(tài)預(yù)測模型(Predictive Models of Forest Dynamics) ”(發(fā)表于“科學(xué)”(Science)第 320 期) 中描述的森林模型、在由Sibly等人所著的“關(guān)于哺乳動物、鳥類、魚類和昆蟲的種群規(guī)則 (On the Regulation of Populations of Mammals，Birds，F(xiàn)ish and Insects)，，(發(fā)表于“科學(xué)”(kience)第309期)中描述的作為動物種群模型的邏輯斯蒂方程(Logistic Equation)、(例如在由^erratt和Smith所著的“循環(huán)種群中的周期性遷移潮實地研究禾口反應(yīng)—擴散模型(Periodic Travelling Waves in Cyclic Populations :field studies and reaction-diffusion models) " ( ^lf-" (Journal of the Royal Society hterfaceM2008) 5，483-505中描述的)關(guān)于種群一獵物相互關(guān)系的羅森茨韋格禾口麥克阿瑟(Rosenzweig&MacArthur)模型、(例如，在 http//en. wikipedia. org/ wiki/Compartmental_models_in_epidemiology#The_SIR_model 中描述的)SIR 疾病模型 (SIR disease model)以及可被用于預(yù)測并計算大氣變化的MM5社區(qū)模型(MM5community model)。在一個示例中，提供關(guān)于植被的信息的生態(tài)模型可與氣候模型組合?；诙嗄甑臍夂驍?shù)據(jù)，通過生態(tài)模型來計算植被的外觀?？茖W(xué)模型通過共享數(shù)據(jù)來進行交互(如箭頭106、108所示)，從而從科學(xué)模型之一輸出的數(shù)據(jù)被用作對另一個科學(xué)模型的輸入數(shù)據(jù)。在一示例中，第一模型可以是植物模型，而第二模型可以是動物模型。植物模型可確定特定區(qū)域中的植物(例如，海平面處的棕櫚樹以及山地中的松柏植物)，并且基于此植物信息，動物模型可確定棲息于特定區(qū)域中的動物的種類。模型可以是鏈鎖在一起的，例如以使來自模型A的數(shù)據(jù)可被饋入模型B (箭頭 106)，并且還可存在反饋，例如以使來自模型B的數(shù)據(jù)被反饋為模型A的進一步迭代的輸入 (箭頭108)。使用上述簡單示例，該反饋可導(dǎo)致動物的存在對特定區(qū)域內(nèi)生長的植物有影響。為了在科學(xué)模型之間共享數(shù)據(jù)，使用在此稱為“科學(xué)數(shù)據(jù)集”(SDS)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。該科學(xué)數(shù)據(jù)集提供了公共數(shù)據(jù)模型，其帶有對由不同的科學(xué)模型所生成的不同種類數(shù)據(jù)的統(tǒng)一接口?？茖W(xué)數(shù)據(jù)集中的每個數(shù)據(jù)元可具有相關(guān)聯(lián)的元數(shù)據(jù)。元數(shù)據(jù)可描述由科學(xué)模型所使用的真實數(shù)據(jù)，以使不同的模型可找到它們所需要的數(shù)據(jù)。元數(shù)據(jù)可附加地(或替換地)提供不同數(shù)據(jù)元值的出處的細節(jié)，例如，值是如何改變的、哪個科學(xué)模型導(dǎo)致了該改變，等等， 從而可重演場景(因為有可能重建先前版本的科學(xué)數(shù)據(jù)集)。
可存儲在科學(xué)數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)的示例包括空氣溫度值的三維數(shù)組。這種數(shù)組的元數(shù)據(jù)可指定第一維度表示不同的緯度、第二維度表示經(jīng)度、而第三維度表示時刻。此外， 元數(shù)據(jù)可指定數(shù)據(jù)以攝氏度為單位，并且數(shù)據(jù)由MM5中尺度天氣模型來計算。另外的三個數(shù)據(jù)數(shù)組可提供與溫度數(shù)組的單個層、行和列所對應(yīng)的實際緯度、經(jīng)度和時間值。該同一個數(shù)據(jù)集可具有表示特定年份的特定森林樣地處的樹木的同期組群的直徑、高度和密度的三個數(shù)組。由于科學(xué)數(shù)據(jù)集包括來自多個科學(xué)模型的數(shù)據(jù)元，任何特定的科學(xué)模型僅可讀取并寫入數(shù)據(jù)元子集的值。通?？茖W(xué)模型包括具有五個或六個輸入?yún)?shù)的算法。為便于此，如圖2所示，可使用輸入和/或輸出過濾器202、204。輸入過濾器202從科學(xué)數(shù)據(jù)集206中提取特定科學(xué)模型的所需輸入數(shù)據(jù)元(例如，通過從特定數(shù)組中選擇特定子集)，并執(zhí)行該科學(xué)模型所需的任何必要格式化操作。輸出過濾器204從科學(xué)模型中獲取輸出數(shù)據(jù)，并格式化該數(shù)據(jù)以使其可被寫入科學(xué)數(shù)據(jù)集206。輸出濾波器204也可生成與任何被修改的數(shù)據(jù)元相關(guān)聯(lián)的元數(shù)據(jù)，且該元數(shù)據(jù)可對科學(xué)數(shù)據(jù)集中的任何現(xiàn)存元數(shù)據(jù)進行替換或添加。更先進的過濾器(不論是輸入/輸出)可執(zhí)行數(shù)據(jù)變換，諸如聚集和/或內(nèi)插。在一些示例中，可能不需要輸入和/或輸出過濾器。系統(tǒng)100還包括圖形仿真引擎110 (例如基于DirectX的3D仿真引擎)，圖形仿真引擎Iio從仿真引擎101 (即，從科學(xué)模型的組合，如箭頭112所示)接收仿真數(shù)據(jù)，并生成圖形虛擬環(huán)境。仿真數(shù)據(jù)定義將被放置在虛擬環(huán)境的特定區(qū)域中的對象，且還定義對象的屬性，諸如種群、分布、外觀、大小和年齡，例如對于森林地區(qū)，仿真數(shù)據(jù)可定義樹木類型、 樹木年齡/大小以及各個特定類型/年齡/大小的數(shù)量。仿真數(shù)據(jù)的內(nèi)容將取決于所使用的科學(xué)模型(諸如，當(dāng)使用動物種群模型時其可定義動物)以及輸入數(shù)據(jù)。可通過使用過濾器210將科學(xué)數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)進行變換來生成仿真數(shù)據(jù)208 (如圖2所示)。過濾器210 將科學(xué)數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)變換(或提取)為圖形仿真引擎110所需的格式，并可作為圖形仿真引擎的輸入過濾器(以與輸入過濾器202相類似的方式)操作。過濾器210的確切操作將取決于圖形仿真引擎的API。圖形仿真引擎110將仿真數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至圖形虛擬環(huán)境。這可以使用對象的圖形表示庫(例如，不同種類、不同年齡、在不同季節(jié)所觀察的樹木等等)來完成。這些對象的圖形表示可根據(jù)在仿真數(shù)據(jù)中所定義的屬性而被放置到環(huán)境中。系統(tǒng)可以例如使用現(xiàn)有的圖形仿真引擎，現(xiàn)有的圖形仿真引擎已經(jīng)被開發(fā)為在計算機游戲中使用或在開發(fā)計算機游戲時使用(例如，Microsoft Flight Simulator所使用的圖形仿真引擎)。圖1示出了元素之間的多個箭頭(例如，箭頭106、108)，其表示數(shù)據(jù)流。雖然作為示例僅僅使用了單向箭頭，可以認識到，任何所示元素之間的通信可以是單向的(在任一個方向)或是雙向的，并且除了圖1所示的數(shù)據(jù)流之外(或替代圖1所示的數(shù)據(jù)流)數(shù)據(jù)可以在多個方向上、多個元素之間流動。該系統(tǒng)100的操作可參考圖3所示的流程圖來描述。輸入數(shù)據(jù)114(其可以是真實世界數(shù)據(jù))被導(dǎo)入第一科學(xué)模型102(框30 ，且該科學(xué)模型使用輸入數(shù)據(jù)114以及其他所需輸入數(shù)據(jù)(諸如仿真特定數(shù)據(jù)和/或用戶定義參數(shù)116)來運行(框304)。運行科學(xué)模型的結(jié)果被輸出到科學(xué)數(shù)據(jù)集(框306)，其隨后被用作第二科學(xué)模型的輸入數(shù)據(jù)。第二科學(xué)模型104從科學(xué)數(shù)據(jù)集導(dǎo)入數(shù)據(jù)(框308)，并且也可導(dǎo)入其他輸入數(shù)據(jù)，諸如原始輸入數(shù)據(jù)114和/或其他所需的仿真特定數(shù)據(jù)和用戶定義參數(shù)118。導(dǎo)入數(shù)據(jù)被用于運行第二科學(xué)模型(框310)，且結(jié)果被輸出至科學(xué)數(shù)據(jù)集(框311)。已經(jīng)運行了兩個科學(xué)模型 102、104的組合，可生成仿真數(shù)據(jù)(框31 ，并且該仿真數(shù)據(jù)被圖形仿真引擎110用于生成圖形虛擬環(huán)境(框314)。如上所述，仿真數(shù)據(jù)的生成(框312中)可以是數(shù)據(jù)變換或數(shù)據(jù)提取處理，且可以被認識為是圖形仿真引擎110從科學(xué)數(shù)據(jù)集的讀取操作的一部分。在許多示例中，該圖形虛擬環(huán)境是3D圖形環(huán)境；然而，本系統(tǒng)100和方法也可被用于生成環(huán)境的其他圖形表示。使用如上所述的系統(tǒng)和方法，可通過使用科學(xué)模型來生成圖形虛擬環(huán)境，以基于各種參數(shù)來改變生態(tài)系統(tǒng)或生物群系。可自動或采用減少的手動操作來生成圖形虛擬環(huán)境。代替從適合特定季節(jié)的預(yù)定植物集合中進行選擇(其中該集合必須被手動定義因此是勞動密集的，并且給出了引入誤差的機會)，科學(xué)模型可被用于針對世界上的特定一部分基于輸入?yún)?shù)(季節(jié)、氣候數(shù)據(jù)等等)而提供合適的植被。進一步的，如下所述，科學(xué)模型可被用于以動態(tài)方式改變環(huán)境，例如，以顯示一地區(qū)在未來的50年之后或在過去的100年之前是何種樣貌，和/或在游戲進行期間動態(tài)地適應(yīng)環(huán)境(例如，作為用戶在游戲中與環(huán)境的交互或作為人類足跡影響的結(jié)果，諸如給定地區(qū)中的森林采伐，其中該數(shù)據(jù)作為外部數(shù)據(jù)集而可用)。在一些示例中，可存在從第二科學(xué)模型至第一科學(xué)模型的反饋，如在圖3中也示出的。在這樣的示例中，第二科學(xué)模型104輸出數(shù)據(jù)至科學(xué)數(shù)據(jù)集(框311)，并且來自該更新后的科學(xué)數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)隨后在第一科學(xué)模型102被重新運行(框304)之前被導(dǎo)入第一科學(xué)模型102(框318)。接下來是第一科學(xué)模型的第二次迭代(框304)，結(jié)果被輸出至科學(xué)數(shù)據(jù)集(框306)中。本方法的其他方面可以重復(fù)(例如，第二科學(xué)模型的第二次迭代， 框308到311)，或替換地第一科學(xué)模型的輸出以更新后的科學(xué)數(shù)據(jù)集(來自框306)的形式可被用于生成仿真數(shù)據(jù)(框312，如虛線箭頭320所示)。使用上述的方法(例如，方法框302-314或框302-318)而生成的圖形虛擬環(huán)境存在許多不同的應(yīng)用，并且一個示例應(yīng)用是用于生成3D圖形環(huán)境以便在諸如飛行、列車、駕駛或其他仿真游戲的計算機游戲中使用。圖形虛擬環(huán)境可以替換地被用于教學(xué)或訓(xùn)練工具中(例如，在Microsoft ESP 中)。這些工具可以多種方式使用該工具可實現(xiàn)對科學(xué)模型的組合的結(jié)果的觀測，例如允許數(shù)據(jù)被循環(huán)；并且在另一個示例中，該工具可被用于推理/預(yù)測方法中以查看對模型進行附加/改變的效果。在一些示例中，本系統(tǒng)可實現(xiàn)仿真結(jié)果的比較(其中可連續(xù)或?qū)嵸|(zhì)上并行地運行仿真)，以使用戶能觀測到所呈現(xiàn)的圖形虛擬環(huán)境中的區(qū)別。在這樣的應(yīng)用中，本方法可進一步包括將圖形虛擬環(huán)境顯示給特定計算機游戲的玩家(框32 ，或顯示給教學(xué)或訓(xùn)練工具的使用者?？梢岳斫?，雖然圖3示出了使用兩個科學(xué)模型的組合來生成仿真數(shù)據(jù)，但這僅僅是作為示例，并且可替換地使用多于兩個科學(xué)模型。當(dāng)使用多于兩個科學(xué)模型時，存在任何方式的模型之間的反饋。圖4示出了四個模型的網(wǎng)絡(luò)的示例森林模型402(例如，在以上所引用的由Purves和Pacala所著的“森林動態(tài)預(yù)測模型(Predictive Models of Forest Dynamics)，，中描述的森林模型)，氣候模型404 (例如，匪5社區(qū)模型)、降雪(或其他氣候 / 天氣)模型 406 (例如，在 http://www. emc. ncep. noaa. gov/modelinfo/ 上可獲得的全球預(yù)測系統(tǒng)(GFS))以及二氧化碳模型408 (例如，在http //www. icsu-scope. org/downloadpubs/scope 13/chapter01. html上可獲得的由Bolin等人所著的“全球生物地球化學(xué)碳循環(huán)(The Global Biogeochemical Carbon Cycle) ”中所描述的)。在所示示例中， 氣候模型404直接與降雪模型406進行交互，例如，因為氣候是確定降雪的(例如，除了也可作為輸入數(shù)據(jù)的一部分而被導(dǎo)入降雪模型的地面海拔信息之外)一個因素，并且降雪量將影響日光的反射，而這隨后影響溫度(氣候模型的一部分)。氣候模型404還提供被用作森林模型402的輸入的數(shù)據(jù)，而森林模型402隨后提供被用作二氧化碳模型408的輸入的數(shù)據(jù)。來自二氧化碳模型的輸出被反饋回氣候模型404。在所有情況中，在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的科學(xué)模型之間的交互是經(jīng)由科學(xué)數(shù)據(jù)集進行的，其中第一模型對科學(xué)數(shù)據(jù)集進行寫入，并且另一模型從科學(xué)數(shù)據(jù)集讀取數(shù)據(jù)的一部分或全部。在兩個模型可獨立工作(例如，它們不向科學(xué)數(shù)據(jù)集中的同一個數(shù)據(jù)元進行寫入)的情況中，有可能并行地運行科學(xué)模型，而不要求串行操作(如圖3所示)。在一系統(tǒng)中，可能有必要最初執(zhí)行數(shù)次迭代以到達穩(wěn)定位置(例如，由于科學(xué)模型之間的復(fù)雜交互，如圖4的示例所示)。一旦所需的科學(xué)模型已經(jīng)運行，則來自科學(xué)模型組合(或網(wǎng)絡(luò))的結(jié)果輸出被用于生成仿真數(shù)據(jù)410。圖形仿真引擎(例如，圖1中的圖形仿真引擎110)使用的是仿真數(shù)據(jù)410來生成圖形虛擬環(huán)境。在一些實施方式中，科學(xué)模型可被用于生成和/或修改運行時(例如，在計算機游戲的運行時)的虛擬環(huán)境。在初始要求多個迭代以到達穩(wěn)定位置(例如，到達科學(xué)數(shù)據(jù)集中的穩(wěn)定值或到達穩(wěn)定的仿真數(shù)據(jù)) 的情況中，這些初始迭代可在設(shè)計時運行，并且這些初始迭代的結(jié)果(例如，結(jié)果科學(xué)數(shù)據(jù)集和任意其他仿真特定數(shù)據(jù))可被用作為運行時系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)114?？梢岳斫?，不同的科學(xué)模型要求不同的輸入數(shù)據(jù)以使其能夠運行。此輸入數(shù)據(jù)可包括從科學(xué)數(shù)據(jù)集導(dǎo)入(例如框308和318)或任意其他源導(dǎo)入的數(shù)據(jù)，且系統(tǒng)內(nèi)使用的任意或全部科學(xué)模型可從多個源導(dǎo)入輸入數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)源可以是系統(tǒng)外部的(例如，圖1中的輸入數(shù)據(jù)114與數(shù)據(jù)源116和118)。外部數(shù)據(jù)源116、118可被本地地存儲(例如，在計算機游戲中提供)，或可以是遠程數(shù)據(jù)庫，諸如可由在線服務(wù)所提供并跨越網(wǎng)絡(luò)(例如經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng))存取。這些遠程數(shù)據(jù)庫的一示例是提供大約過去50年的氣候數(shù)據(jù)(例如，以MM5 社區(qū)模型所使用的MM5格式)的氣候數(shù)據(jù)庫。在使用在線服務(wù)的情況中，服務(wù)可按需提供數(shù)據(jù)，并且系統(tǒng)100可從服務(wù)下載所選擇的數(shù)據(jù)(例如，特定日期的數(shù)據(jù))，并且該下載的數(shù)據(jù)可被用于在本地系統(tǒng)上創(chuàng)建新的環(huán)境信息。在線服務(wù)可以是免費提供的，或用戶有必要為所下載的數(shù)據(jù)付費。在一些示例中，輸入數(shù)據(jù)(或其子集)可反映真實世界(例如，實際地理信息，諸如特定區(qū)域的海拔、土地類別、歷史性的氣候數(shù)據(jù)等等)或可描述虛擬世界(例如，用于在虛幻世界中進行的計算機游戲)。在一示例中，輸入數(shù)據(jù)可描述世界上的特定區(qū)域和生態(tài)系統(tǒng)的典型植被。真實世界數(shù)據(jù)集的進一步示例可包括世界測地系統(tǒng)(WGS84)和USGS LIDAR(光探測和測距)。也存在大型的數(shù)據(jù)庫，其給出氣象站數(shù)據(jù)、天氣再分析產(chǎn)品(例如，國際衛(wèi)星地表氣候?qū)W計劃ISLSCP)、氣候?qū)W(例如來自氣候研究單位CRU)，并給出地球系統(tǒng)模型(例如，IMOGEN)的結(jié)果。種類數(shù)據(jù)庫包括國家森林目錄(例如，美國農(nóng)業(yè)部森林服務(wù)處的森林目錄和分析，USDA FIA)以及標(biāo)本數(shù)據(jù)庫(例如，全球生物多樣性信息機構(gòu)和國家歷史博物館以及英國的皇家植物園)。存在有保護區(qū)和國家公園的數(shù)據(jù)庫(例如，非洲水源計劃，干旱和水缺地區(qū)、聯(lián)合國環(huán)境計劃一世界自然資源保護監(jiān)控中心的贈予)以及全球陸地使用數(shù)據(jù)庫(例如，HYDE和相關(guān)產(chǎn)品)。在大小方面，這些數(shù)據(jù)庫的每一個都使用衛(wèi)星數(shù)據(jù)來縮小化，例如，“M0DIS”產(chǎn)品包含每8天周期的數(shù)據(jù)、地面上每Ixl公里的網(wǎng)格的數(shù)據(jù)、總共8年的數(shù)據(jù)(進一步的衛(wèi)星數(shù)據(jù)可從http://WWW. geos. ed. ac. uk/research/ eochem/sat. html 獲得)。數(shù)據(jù)源116、118可包括仿真特定數(shù)據(jù)，諸如仿真中的3D對象的細節(jié)以及賦予每個對象的真實世界屬性(例如，該對象所盛行的特殊生態(tài)社區(qū)、生長率、所偏好的土壤中的水分含量、叢生或群體生長的趨勢、海拔優(yōu)選，等等)或用戶定義參數(shù)(例如，諸如森林大火、 森林砍除之類的人類一環(huán)境交互的細節(jié))。在一示例中，仿真特定數(shù)據(jù)可包括對所導(dǎo)入的任何真實世界數(shù)據(jù)的重疊細節(jié)修改(例如，將全部溫度數(shù)據(jù)人為增加2°C、移除特定種類、工業(yè)以及城市影響，等等)。輸入數(shù)據(jù)和輸入?yún)?shù)可被改動以便于改動模型的輸出。用戶定義參數(shù)的值可影響科學(xué)模型所導(dǎo)入的輸入數(shù)據(jù)，例如當(dāng)用戶定義針對虛擬環(huán)境的時間(諸如年份)時，科學(xué)模型將導(dǎo)入所選擇的年份(或該年之前的一時段)的氣候數(shù)據(jù)。如上所述，科學(xué)模型可被用來基于可包括用戶輸入?yún)?shù)(諸如日期或年份)的輸入數(shù)據(jù)來修改和/或生成運行時的虛擬環(huán)境。結(jié)果是，虛擬環(huán)境可被調(diào)適為對應(yīng)于用戶所選擇的特定日期或年份的輸入數(shù)據(jù)而出現(xiàn)。由于用戶與游戲或環(huán)境的交互，也可使用在此所述的方法在游戲進行期間修改圖形虛擬環(huán)境。這樣的修改可導(dǎo)致用戶定義參數(shù)的改變，用戶定義參數(shù)是用于生成仿真數(shù)據(jù)的科學(xué)模型網(wǎng)絡(luò)的輸入。當(dāng)生成虛擬環(huán)境時，如上所述，不同的科學(xué)模型以及不同的科學(xué)模型組合可被用于環(huán)境的不同區(qū)域。例如，森林模型402僅可被用于森林區(qū)域，而河流模型(圖4中沒有示出)可被用于對存在河流之處(可由真實世界數(shù)據(jù)或仿真特定數(shù)據(jù)來定義)的水流進行建模(例如，水位、沖蝕等等)。圖5示出包括重疊科學(xué)模型的虛擬環(huán)境的平面圖，重疊科學(xué)模型可用于該虛擬環(huán)境的生成。通常，仿真環(huán)境中的世界被分割為類似大小的片塊(tile)， 例如，大片塊501。該基本仿真信息，例如可按照A. Szofran所著的(且可在http //www. fsinsider. com/developers/Pages/GlobalTerrain. aspx 獲得的)“用于飛行仿真的全球地形技術(shù)(‘Global Terrain Technology for Flight Simulation') ”中所描述的來生成的仿真信息，可提供諸如與地形、土地等級、和表面類型有關(guān)的信息的數(shù)據(jù)。然而，包括在本文中描述的系統(tǒng)中的科學(xué)模型可取決于可用的真實世界(或其他輸入)數(shù)據(jù)提供多種不同尺度(導(dǎo)致多種不同的片塊大小)。例如，這可以是在20x20m到700x700m的范圍內(nèi)，而其他數(shù)據(jù)可在IOxlOkm到200x200km的方形中可用。來自不同科學(xué)模型的數(shù)據(jù)被重疊，并且不同的層被組合(通過模型之間的交互，如上所述)，以提高覆蓋度以及結(jié)果圖形虛擬環(huán)境的質(zhì)量。在圖5的示例中，(片塊501中的)基本仿真信息與來自三個科學(xué)模型的片塊502、 504,506中的信息相組合。可以看到，在一些區(qū)域中，除了基本仿真信息之外使用單個科學(xué)模型；然而在其他地區(qū)中存在重疊(例如，地區(qū)508、510)，并且在此多于一個科學(xué)模型進行交互(如上所述)，以便于生成特定區(qū)域的虛擬環(huán)境。在特定示例中，圖5示出三個模型， 其可以是例如提供與森林生長有關(guān)的信息的第一模型(片塊502)、提供與該區(qū)域的典型矮樹叢和灌木叢有關(guān)的信息的第二模型(片塊504)以及作為河流模型的第三模型(片塊 506)。哪個模型被應(yīng)用到哪個區(qū)域的細節(jié)(例如，表示圖5中圖示的信息的數(shù)據(jù))作為仿真特定數(shù)據(jù)的一部分被提供給仿真引擎(例如仿真引擎101)?？墒褂迷摲抡娴淖鴺?biāo)系來提供該數(shù)據(jù)?？梢岳斫猓酸槍μ摂M環(huán)境的不同區(qū)域使用不同的科學(xué)模型之外(或代替針對虛擬環(huán)境的不同區(qū)域使用不同的科學(xué)模型)，不同的輸入數(shù)據(jù)可被用于不同的區(qū)域。為了減少在使用上述的方法生成圖形虛擬環(huán)境時在運行時的任何等待，使用一個或多個模型或參數(shù)計算的部分或全部數(shù)據(jù)可被預(yù)先計算。預(yù)先計算的數(shù)據(jù)可被用于在運行時初始生成虛擬環(huán)境，隨后可使用兩個或多個科學(xué)模型的組合對其進行后續(xù)地修改(在運行時，例如在計算機程序運行時)，如上所述。當(dāng)使用預(yù)先計算的數(shù)據(jù)可導(dǎo)致虛擬環(huán)境在運行時的更快加載以及消除或減少延遲時，這通常要求更大的數(shù)據(jù)存儲，因此不適于存儲器受限的應(yīng)用。然而，使用在此描述的技術(shù)而不進行預(yù)先計算(在此術(shù)語“預(yù)先計算”不包括在設(shè)計時使用迭代來生成運行時所用的初始輸入數(shù)據(jù))可導(dǎo)致減小的數(shù)據(jù)存儲，因為在運行時使用科學(xué)模型組合來生成圖形虛擬環(huán)境所需的輸入數(shù)據(jù)集不是非常龐大。初始系統(tǒng)可包括如上所述在生成虛擬環(huán)境時所用的一組科學(xué)模型。如上所述，兩個或多個科學(xué)模型的任何組合可被用于環(huán)境的特定區(qū)域，并且可存在使用僅僅一個模型的一些區(qū)域(例如，如圖5的圖示中所示的)。新模型隨后可被添加到系統(tǒng)中，替換現(xiàn)有的科學(xué)模型或補充系統(tǒng)中已有的科學(xué)模型，例如以提供改進的虛擬環(huán)境(例如，在準(zhǔn)確度、細節(jié)等方面)。這提供了更新系統(tǒng)的能力，并且因此提供了更新所得圖形虛擬環(huán)境的能力而不需要手動地重新生成整個環(huán)境。如果所有科學(xué)模型都能從科學(xué)數(shù)據(jù)集進行讀取并對其寫入 (無論使用或不使用輸入/輸出過濾器)，那么科學(xué)模型可以如上所述的方式互相作用。通過在運行時使用科學(xué)模型來生成圖形虛擬環(huán)境(如上所述)，本系統(tǒng)可進一步被安排為從可用數(shù)據(jù)在時間上做出推斷(向前或向后)。在這樣的情況中，科學(xué)模型(例如，上述的森林模型)可被運行以基于針對時間t可用的數(shù)據(jù)來預(yù)測時間t+x或t-x處(其中χ可以是任意值并且可以是例如由用戶定義的)的與虛擬環(huán)境相關(guān)聯(lián)的參數(shù)。在一些示例中，用戶界面可向用戶提供一滑塊，以使用戶能運行時動態(tài)地修改所生成的虛擬環(huán)境，例如其中改變滑塊的位置對應(yīng)于改變χ的值。在一些示例中，不同的科學(xué)模型可被用于不同的時間段，其類似于針對不同的圖形區(qū)域使用不同的科學(xué)模型。存在針對被安排為將這些時間方面結(jié)合到圖形虛擬環(huán)境的生成中的系統(tǒng)的許多示例應(yīng)用。多個示例包括基于當(dāng)前條件(例如，特定區(qū)域的干旱或特定植被類型的季節(jié)性死亡)利用年度降雨/濕度數(shù)據(jù)來影響給定地區(qū)的植被分布，或利用濕度和風(fēng)/天氣數(shù)據(jù)來影響在虛擬世界中運行的仿真(諸如森林大火仿真)。該數(shù)據(jù)可被用于預(yù)測情況(諸如在接下來的M-48小時中火勢會如何)，或用于基于已知數(shù)據(jù)集分析過去事件的影響。下面的描述提供了模型鏈鎖的實現(xiàn)方式的簡單示例。在該示例中，每個科學(xué)模型包括一數(shù)學(xué)函數(shù)以計算一個或多個參數(shù)Ml(a，b，c，t)M2(i，j)M3(χ, y)每個函數(shù)的輸入和輸出可以是單個值、矢量或矩陣。該示例在模型Ml中使用時間 (變量t)。模型M2是基于一些觀測數(shù)據(jù)(變量i)以及模型Ml的輸出(變量j)來計算的。使用模型M3，其中將模型Ml和M2的輸出作為輸入χ和y。任意模型的形式不影響實現(xiàn)，并且它們是可被重新使用的組件且提供一些“黑盒”功能。可使用過濾器來確保數(shù)據(jù)從 SDS轉(zhuǎn)換或轉(zhuǎn)換為SDS。當(dāng)實現(xiàn)過濾器時可通過指定一算法來手動執(zhí)行該轉(zhuǎn)換，該算法可統(tǒng)一多個值以及將多個值變成特定格式并且添加任何所需的元數(shù)據(jù)。該算法的開發(fā)可針對每個模型手動完成，并且一旦完成，就可使用科學(xué)數(shù)據(jù)集將多個模型鏈接在一起。圖6是示出時間如何被結(jié)合在本文中所描述的方法和系統(tǒng)的流程圖。輸入數(shù)據(jù) 601可例如是基于真實時間觀測而收集的數(shù)據(jù)，并且其被饋入模型A 602，模型A 602將時間結(jié)合為其參數(shù)之一(與如上描述的Π —起)。初始時模型可在時間t運行，但通過將時間603結(jié)合到模型中，這可被偏移為在時間t+n運行，并且結(jié)果是可使用完全不同的數(shù)據(jù)集 (與時間t所用的數(shù)據(jù)集相比)。第二科學(xué)模型即模型B 604使用模型A的輸出作為輸入。 該模型的輸入是來自模型A的在時間t+n的計算。在該示例中，該模型604不要求任何時間作為輸入，因為其僅僅基于來自(一個或多個)先前模型的輸入。如果模型A隨后用新數(shù)據(jù)重新運行(如箭頭605所示)，則增加進一步的時間增量，因此新計算的時間將為t+n+m， 并且再一次使用新的數(shù)據(jù)集。該過程將被重復(fù)，直到達到期望時間(例如，t+n+m+x)。上述的方法可進一步被用于測試和/或驗證所生成的虛擬環(huán)境，其可進一步減少所需要的手動工作量(例如，手動檢查)。例如，通過允許科學(xué)模型在時間上向前運行，任何在放置特定植物上的錯誤將被自動消除，因為科學(xué)模型將使該植物消失。在特定示例中，如果在原始輸入數(shù)據(jù)中，棕櫚樹被不小心地包括在極地區(qū)域中，則當(dāng)在時間上向前運行時，用于在極地區(qū)域植物生長的科學(xué)模型將使棕櫚樹消失(例如，死亡或被消除)，因為其屬性不兼容于該特定區(qū)域內(nèi)的氣候。在另一個示例中，通過獲取該系統(tǒng)的輸出并將其作為輸入數(shù)據(jù)反饋回該系統(tǒng)，可執(zhí)行驗證。如果該系統(tǒng)產(chǎn)生錯誤消息且不能生成由圖形仿真引擎使用的仿真數(shù)據(jù)，那么在原始輸入數(shù)據(jù)中就有可能有錯誤。此外(或替換地)，如果在使用該測試輸入數(shù)據(jù)時系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩數(shù)據(jù)(而不是穩(wěn)定狀態(tài)情況)，那么也有可能在原始輸入數(shù)據(jù)中有錯誤且因此在測試下輸出中存在問題。這些方法也可被用于測試已經(jīng)被手動生成的圖形虛擬環(huán)境，或使用在此描述的方法的替換性方法。在這樣的示例中，測試下的環(huán)境可被輸入至在此描述的該系統(tǒng)，并且如果結(jié)果不是穩(wěn)定環(huán)境，則測試下的環(huán)境可被認為包含錯誤?，F(xiàn)有的圖形仿真引擎使用多種技術(shù)來基于針對虛擬環(huán)境的特定區(qū)域所需的細節(jié)水平減少計算，其中更靠近觀察者的對象相比于那些遠方的對象以詳細得多的細節(jié)顯示， 而在視域之外的對象完全不被呈現(xiàn)。這些技術(shù)與在此所述的方法相兼容，并且這些已知技術(shù)可與在此所述的方法相組合地使用。圖7示出了可以實現(xiàn)為計算和/或電子設(shè)備中的任何形式的，其中可以實現(xiàn)上述所描述的方法中的任何方法的實施例的示例性基于計算的設(shè)備700的各種組件?；谟嬎愕脑O(shè)備700可以是，例如，游戲控制臺或游戲服務(wù)器?；谟嬎愕脑O(shè)備700還包括一個或多個處理器702，該一個或多個處理器可以是微處理器、控制器、或用于處理計算可執(zhí)行指令以控制設(shè)備的操作從而運行科學(xué)模型，生成仿真數(shù)據(jù)并生成圖形虛擬環(huán)境的任何其他合適類型的處理器。可以在基于計算的設(shè)備上提供包括操作系統(tǒng)704的平臺軟件或任何其他合適的平臺軟件，以允許諸如圖形仿真引擎 706以及運行科學(xué)模型710的仿真引擎708的應(yīng)用程序軟件在設(shè)備上執(zhí)行。計算機可執(zhí)行指令可使用諸如存儲器712這樣的任何計算機可讀介質(zhì)來提供。存儲器具有任何合適的類型，諸如隨機存取存儲器(RAM)、諸如磁或光存儲設(shè)備等任何類型的盤存儲設(shè)備、硬盤驅(qū)動器、或CD、DVD或其他盤驅(qū)動器。也可以使用閃存、EPROM或EEPR0M。 存儲器712可被用于存儲科學(xué)模型710、科學(xué)數(shù)據(jù)集714、仿真特定數(shù)據(jù)716以及任何其他數(shù)據(jù)718(例如，用戶定義參數(shù)、從遠程源下載的數(shù)據(jù)，等等)?；谟嬎愕脑O(shè)備700也包括一個或多個接口，諸如顯示接口 720、用戶輸入接口 722以及通信接口 724。顯示接口 720被安排為向顯示設(shè)備(未在圖7中示出)提供圖形虛擬環(huán)境，并且取決于基于計算的設(shè)備的類型，該設(shè)備也可包括顯示設(shè)備(例如，用于便攜式游戲控制臺)。用戶輸入接口 722與諸如游戲控制臺、鼠標(biāo)或鍵盤之類的用戶輸入設(shè)備 (圖7中沒有示出)通過接口連接，并被安排為從這樣的設(shè)備接收用戶輸入信號。通信接口 7M被安排為與諸如在線服務(wù)、數(shù)據(jù)庫等等之類的外部數(shù)據(jù)源進行通信和/或從外部數(shù)據(jù)源接收數(shù)據(jù)。所接收的任何數(shù)據(jù)可被存儲在存儲器712中(例如，作為其他數(shù)據(jù)718)。盡管此處將各示例描述并示出為在游戲服務(wù)器或游戲控制臺中實現(xiàn)，但是所描述的系統(tǒng)只是作為示例而非限制來提供的。本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員可以認識到，這些本發(fā)明示例適用于多種不同類型的游戲系統(tǒng)的應(yīng)用，并且以上描述的本發(fā)明方法和系統(tǒng)也可被用于與計算機游戲不同的應(yīng)用，諸如用于教學(xué)或訓(xùn)練(如上所述的)或科學(xué)研究?？梢岳斫?，雖然在此描述的技術(shù)被描述為在運行時使用，但在一些應(yīng)用中這些技術(shù)僅可在設(shè)計時使用以生成在運行時被結(jié)合到游戲/工具中并且是靜態(tài)的圖形虛擬環(huán)境。 在這樣的示例中，在此描述的方法被用于開發(fā)循環(huán)以生成環(huán)境的靜態(tài)快照。進一步地，雖然以上所述的技術(shù)被描述為被用于生成圖形虛擬環(huán)境，可以理解，這些技術(shù)也可被應(yīng)用于生成其他類型的圖形輸出或非圖形虛擬環(huán)境的應(yīng)用，例如輸出為數(shù)字的計算機仿真。這種應(yīng)用的一個示例是如下的計算機仿真制訂樹木生長和種類多樣性的統(tǒng)計，并且向用戶提供結(jié)果的數(shù)字表示而并非圖形表示。此處所使用的術(shù)語“計算機”是指帶有處理能力以便它可以執(zhí)行指令的任何設(shè)備。 本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到，這樣的處理能力被集成到許多不同的設(shè)備中，因此，術(shù)語“計算機”包括PC、服務(wù)器、移動電話、個人數(shù)字助理和許多其他設(shè)備。此處所描述的方法可以通過有形的存儲介質(zhì)上的計算機可讀形式的軟件來執(zhí)行。 軟件可以適合于在并行處理器或串行處理器上執(zhí)行，以便方法步驟可以以任何合適的順序或基本同時實現(xiàn)。這承認，軟件可以是有價值的，單獨地可交換的商品。它旨在包含運行于或者控制 “啞”或標(biāo)準(zhǔn)硬件以實現(xiàn)所需功能的軟件。它還旨在包含例如用于設(shè)計硅芯片，或者用于配置通用可編程芯片的HDL(硬件描述語言)軟件等“描述”或者定義硬件配置以實現(xiàn)期望功能的軟件。本領(lǐng)域技術(shù)人員會認識到，用于存儲程序指令的存儲設(shè)備可分布在網(wǎng)絡(luò)上。例如， 遠程計算機可以存儲被描述為軟件的進程的示例。本地或終端計算機可以訪問遠程計算機并下載軟件的一部分或全部以運行程序。可另選地，本地計算機可以根據(jù)需要下載軟件的片段，或在本地終端上執(zhí)行一些軟件指令，并在遠程計算機(或計算機網(wǎng)絡(luò))上執(zhí)行另一些軟件指令。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還將認識到，通過利用本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的傳統(tǒng)技術(shù)，軟件指令的全部，或一部分可以通過諸如DSP、可編程邏輯陣列等等之類的專用電路來實現(xiàn)。對精通本技術(shù)的人顯而易見的是，此處給出的任何范圍或設(shè)備值可以被擴展或改變，而不會丟失尋求的效果。
可以理解，上文所描述的優(yōu)點可以涉及一個實施例或可以涉及多個實施例。各實施例不僅限于解決任何或全部所陳述的問題的那些實施例或具有任何或全部所陳述的優(yōu)點那些實施例。進一步可以理解，對“一個”項目的引用是指那些項目中的一個或多個。此處所描述的方法的步驟可以在適當(dāng)?shù)那闆r下以任何合適的順序，或同時實現(xiàn)。 另外，在不偏離此處所描述的主題的精神和范圍的情況下，可以從任何一個方法中刪除各單獨的框。上文所描述的任何示例的各方面可以與所描述的其他示例中的任何示例的各方面相結(jié)合，以構(gòu)成進一步的示例，而不會丟失尋求的效果。此處使用了術(shù)語“包括”旨在包括已標(biāo)識的方法的框或元件，但是這樣的框或元件不包括排它性的列表，方法或設(shè)備可以包含額外的框或元件。可以理解，上面對一較佳實施例的描述只是作為示例給出并且本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以做出各種修改。以上說明、示例和數(shù)據(jù)提供了對本發(fā)明的各示例性實施例的結(jié)構(gòu)和使用的全面描述。雖然上文以一定的詳細度或參考一個或多個單個實施例描述了本發(fā)明的各實施例，但是，在不偏離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所公開的實施例作出很多更改。
權(quán)利要求
1.一種用于生成圖形虛擬環(huán)境的方法，包括接收輸入數(shù)據(jù)(302)，至少一部分所述輸入數(shù)據(jù)表示真實物理環(huán)境； 使用至少兩個不同的科學(xué)模型的組合來處理所述輸入數(shù)據(jù)以生成仿真數(shù)據(jù) (304-312)；以及根據(jù)所述仿真數(shù)據(jù)使用圖形仿真引擎來生成圖形虛擬環(huán)境(314)；
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括在計算機游戲中向所述計算機游戲的玩家顯示所述圖形虛擬環(huán)境(320)；
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用至少兩個不同的科學(xué)模型的組合來處理所述輸入數(shù)據(jù)以生成仿真數(shù)據(jù)包括使用第一科學(xué)模型來處理所述輸入數(shù)據(jù)(304)；將數(shù)據(jù)從所述第一科學(xué)模型輸出至數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(306)，所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括預(yù)定義順序的多個數(shù)據(jù)元以及與所述多個數(shù)據(jù)元中的每一個相關(guān)聯(lián)的元數(shù)據(jù)；以及使用來自所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的所述多個數(shù)據(jù)元的至少一個子集來運行第二科學(xué)模型 (308-310)；將數(shù)據(jù)從所述第二科學(xué)模型輸出至所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(311)；以及從所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中提取數(shù)據(jù)以生成仿真數(shù)據(jù)(312)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述與數(shù)據(jù)元相關(guān)聯(lián)的元數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)元值的出處信息。
5.如權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，還包括使用來自所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的所述多個數(shù)據(jù)元中的至少一個子集來運行另一個科學(xué)模型， 該另一個科學(xué)模型包括所述第一科學(xué)模型以及第三科學(xué)模型中的一個。
6.如前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，所述輸入數(shù)據(jù)的至少一部分包括以下至少之一仿真特定數(shù)據(jù)以及表示真實物理環(huán)境的數(shù)據(jù)。
7.如前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，使用至少兩個不同的科學(xué)模型的組合來處理所述輸入數(shù)據(jù)以生成仿真數(shù)據(jù)包括，在運行時使用至少兩個不同的科學(xué)模型的組合來從所述輸入數(shù)據(jù)在時間上進行外插以生成仿真數(shù)據(jù)。
8.如前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，還包括使用至少兩個不同的科學(xué)模型的不同組合來為所述圖形虛擬環(huán)境的不同區(qū)域生成仿真數(shù)據(jù)。
9.一種用于生成圖形虛擬環(huán)境的系統(tǒng)(100)，包括 多個不同的科學(xué)模型(102,104,710)；至少一個輸入數(shù)據(jù)源(114、116、118、714、716、718)；仿真引擎(101、708)，被安排為從至少一個輸入數(shù)據(jù)源導(dǎo)入數(shù)據(jù)，并使用所述多個不同的科學(xué)模型中的至少兩個來處理所述數(shù)據(jù)以生成仿真數(shù)據(jù)；以及圖形仿真引擎(110、706)，被安排為根據(jù)所述仿真數(shù)據(jù)生成圖形虛擬環(huán)境。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括存儲在存儲器(712)中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)006、714)，所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括預(yù)定義順序的多個數(shù)據(jù)元以及與所述多個數(shù)據(jù)元中的每一個相關(guān)聯(lián)的元數(shù)據(jù)，其中所述仿真引擎進一步被安排為將來自所述多個不同的科學(xué)模型中的第一科學(xué)模型的輸出數(shù)據(jù)寫入所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) (306)；以及從所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)讀取數(shù)據(jù)，作為所述多個不同科學(xué)模型中的第二科學(xué)模型的輸入數(shù)據(jù) (308)。
11.如權(quán)利要求9或10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個輸入數(shù)據(jù)源中的一個包括通信接口(7M)，所述通信接口被安排為從在線服務(wù)以及遠程數(shù)據(jù)儲存器的至少一個中取回數(shù)據(jù)。
12.如權(quán)利要求9-11中的任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述仿真引擎進一步被安排為使用所述多個不同科學(xué)模型中的至少兩個來從數(shù)據(jù)在時間上進行外插以生成仿真數(shù)據(jù)。
13.如權(quán)利要求9-12中的任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括 處理器(702)；以及存儲器(712)；并且其中所述仿真引擎包括存儲在所述存儲器中的設(shè)備可執(zhí)行指令，這些設(shè)備可執(zhí)行指令在執(zhí)行時使得處理器從至少一個輸入數(shù)據(jù)源中導(dǎo)入數(shù)據(jù)，并使用所述多個不同科學(xué)模型中的至少兩個來處理所述數(shù)據(jù)以生成仿真數(shù)據(jù)，以及所述圖形仿真引擎包括存儲在所述存儲器中的設(shè)備可執(zhí)行指令，這些設(shè)備可執(zhí)行指令在執(zhí)行時使得處理器根據(jù)所述仿真數(shù)據(jù)生成圖形虛擬環(huán)境。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，進一步包括顯示接口(720)，被安排為在顯示設(shè)備上呈現(xiàn)所述圖形虛擬環(huán)境。
15.一種存儲在一個或多個有形設(shè)備可讀介質(zhì)上的計算機游戲，所述計算機游戲包括用于執(zhí)行如下步驟的設(shè)備可執(zhí)行指令存取輸入數(shù)據(jù)(302)，至少一部分所述輸入數(shù)據(jù)表示真實物理環(huán)境； 使用至少兩個不同的科學(xué)模型來處理所述輸入數(shù)據(jù)，以生成仿真數(shù)據(jù)(304-312)； 根據(jù)所述仿真數(shù)據(jù)來生成3D圖形虛擬環(huán)境(314)；以及顯示所述3D圖形虛擬環(huán)境(322)。
全文摘要
描述了使用科學(xué)模型來生成圖形虛擬環(huán)境。在一實施例中，使用了至少兩個不同的科學(xué)模型。表示真實世界環(huán)境的輸入數(shù)據(jù)被第一科學(xué)模型(諸如氣候模型)所使用，并且由第一科學(xué)模型所輸出的數(shù)據(jù)隨后被饋入第二不同科學(xué)模型(諸如，生態(tài)模型)以便于生成仿真數(shù)據(jù)。仿真數(shù)據(jù)(例如，細化特定植物種類的所需填充密度以及它們的大小和齡期)隨后由圖形仿真引擎用來生成可例如在諸如飛行仿真游戲的計算機游戲中使用的圖形虛擬環(huán)境。
文檔編號G06F9/455GK102265259SQ200980152867
公開日2011年11月30日 申請日期2009年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月23日
發(fā)明者A·海爾, M·皮斯利, V·盧特薩瑞夫 申請人:微軟公司