基于IETM的三维可视化仿真技术研究

1. IETM简介

IETM （interactive electronic technical manual，IETM）是一个用于武器系统诊断、维修和维护的数据集成信息包，能为终端用户提供交互式电子屏幕显示信息。IETM以电子化的形式完成了装备保障过程中的信息管理、查询，用户可以通过交互过程进行装备信息查询、故障模式查询和各种辅助功能。将以往的纸板手册替代为交互式的电子手册，大大提高了工作人员的效率，也使信息维护更加灵活。具有如下特点：

电子化： IETM 包含的信息被设计和数字化用于电子屏幕显示。

交互性： IETM 显示系统通过对用户的请求和输入的相关信息进行分析得出显示内容，从而与用户进行交互。

可导航：手册中的所有信息必须关联到一起。用户可以有多个不同的途径导航到相同的信息块，IETM 中的信息元素可以引用同一 IETM 中的其它信息元素也可以引用 IETM 外的信息（例如引用的信息在另一个 IETM 中）。

2. IETM标准

目前IETM标准主要分为两大体系。

一是美国的军用标准MIL-PRF-87268A《IETM通用内容、风格、格式和用户交互要求》和 MIL-PRF-87269A《IETM 可修改数据库》。

二是欧洲航空工业协会（European Association of Aerospace Industries ,AECMA）发布的S1000D 规范。

我国对 IETM 的研究起步比欧美晚很多，国内比较倾向后者。

3. IETM开发流程

基于S1000D标准，制作交互式电子技术手册的完整过程包括：制定业务规则、确定技术信息粒度（精细程度）、制定数据模块需求列表、编写数据模块、制作插图及其它对象、管理所有信息对象、发布技术信息、交换数据模块等过程。

4. 研究目的与意义

使用 IETM，可以改变传统纸质技术手册的弊端，全面提高维修效率、改变培训和技术资料的管理方式。主要表现在装备维修、训练、装备技术信息管理、装备研制和管理四个方面：

1） 装备维修：显著提高缺乏经验的维修人员的维修效率；提高装备和人员的安全性；缩短技术手册发布周期；减少维修人员书写维修报告的时间；多媒体技术的引入提高了显示效果；方便与其它管理系统的集成。

2） 训练：使用 IETM 进行辅助培训，可以显著缩短培训时间。

3） 装备技术信息管理：装备全寿命周期保障费用降低；修订技术手册时间和错误减少；降低印刷和发行技术资料所需的费用；减少技术资料的保存空间；减少运输费用；装备保障技术信息的集成与自动化；供应保障费用降低。

4） 装备研发和管理：提高武器装备的战备完好率，降低纸张、编写技术文档、出版等费用。IETM 中的基础数据为中立格式，可以直接用与其它产品中，例如：CBT、Web 页面等。

5.利用交互式 3D 技术扩展 IETM 功能

IETM 中大多数的信息都是采用文本与二维图形结合的方式来描述，这样的信息对于那些缺乏技能和经验的技术人员来说，理解信息将有一定的难度。为了扩展 IETM 功能，提高 IETM 内容的直观和逼真效果，神州普惠利用虚拟现实仿真技术即交互式 3D 技术来展现物体的基本结构和空间方面的信息。

交互 3D 技术具有很高的互动性，使用人员在 3D 的环境中，通过输入设备进行操作并与所观察的物体进行交互。在 IETM 中加入交互式 3D 技术，能够显著的提高 IETM 在维修和培训方面的支持力度，加快技术人员对相关技术信息的理解。

在 IETM 中加入交互式 3D 技术，可行性主要体现在下面几个方面：

1） 已有的数据资源可以满足这样的要求。在产品数字化设计的发展下，各种设备已经有了大量的 3D CAD/CAM 数据。

2） 有很多可以使用的创建交互式 3D 的工具。例如，VRML、Cult3D、3dvia composer 等，这些工具用来对设计阶段制作的 3D 模型进行加工、转化和编辑成具有交互式功能的 3D 模型。

3） 硬件平台（CPU、GPU）和软件平台都能够满足使用交互式 3D 技术的要求。

交互式 3D 模型通过下面的步骤进行制作：

1） 制作 3D 模型；

2） 加工处理 3D 模型；

3） 对 3D 模型进行格式转换；

4） 将交互式功能和控制方式加入 3D 模型中并生成 IETM 可以使用的文件格式；

5） 将文件嵌入到 IETM 中。