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基于XML的系统配置及改进技术

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发表于 2012-4-13 21:48:16 |显示全部楼层
本帖最后由 胡秀伟 于 2012-4-13 21:51 编辑

~整理资料,仅供参考,如有纰漏请大家指正,一起研究~
未命名.JPG
FG的架构图
1引言
在FlightGear软件体系中使用了大量的XML文档作为配置文件,用于定义软件的运行环境,外界数据(云层、地形等),以及各类飞行器参数定义等。本节从XML语言的发展和规则入手,说明了解析XML文档的具体过程和利用XML文件配置FlightGear的平显系统参数的具体方法。介绍内核轻便、操作简单的miniXML解析库,并利用miniXML改进了FlightGear内的XML解析方法。
2基于XML的配置文件2.1XML语言简介
XML的全称是Extensible Markup Language,意为可扩展标记语言,与HTML一样,是标准通用标记语言(Standard Generalized Markup Language,SGML)的一个子集,是W3C为解决HTML扩展性不强、交互性差和语法定义不强等缺点而制定的。它将数据和程序分开,以开放的、自我叙述的方式定义了数据结构,在描述数据内容的同时能突出数据的结构,进而体现出数据与数据间的相互关系。
XML是一种元标记语言,其文档由XML元素组成。每个元素需要有开始标签和结束标签,开始标签和结束标签之间的信息为该元素的内容。标签表示的是数据的含义而不是数据的显示形式,并且可以由用户自由定义元素的名称,使其具有特定的含义,方便人们理解作者的意图。
每个XML文档都是由XML声明开始,一般情况下XML文档的第一行便是XML声明,例如:<?xml version ="1.0"encoding="UTF-8"?>,声明指定了文档中使用的XML版本和字符集。XML最常用的标签由包围在小于号(<)和大于号(>)之间的文本组成,例如<tag>。起始标签(start tag)表示一个特定区域的开始,例如<start>;结束标签(end tag)标志着该区域的结束,除了在小于号后面紧跟着一个斜线(/)外,其余和起始标签基本一样,例如</end>。XML还定义了标签的属性(attribute),他们是定义在小于号和大于号之间的值,例如<rotor type="bool">true</rotor>中type的属性。
XML语言的优缺点如下表所示。
XML语言的优缺点
未命名02.JPG

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发表于 2012-4-13 21:51:26 |显示全部楼层
本帖最后由 胡秀伟 于 2012-4-13 21:52 编辑

2.2 XML 标准配置文件
在 FlightGear 系统中使用的 XML 文件以声明<?xml version=" 1.0"?>开头,此行之前不能有空行或字符,根元素为 PropertyList,其数据形成一个树形层次的结构。标准配置格式如下:
<?xml version="1.0"?>
<PropertyList>
<orientation>
<heading-deg type="double">0.0</ heading-deg >
<pitch-deg type="double">0.0</ pitch-deg >
<roll-deg type="double">0.0</ roll-deg >
</ orientation >
</PropertyList>
其中,PropertyList 是根元其中,PropertyList 是根元素,它存在一个子元素 orientation,即方向属性,方向属性自身有三个子元素 heading-deg,pitch-deg 和 roll-deg,表示直升机的航向角、俯仰角和滚转角,
type="double"表示值为“双精度”型实数,三个方向的值都设置为 0.0。
3 XML 配置文件的解析
对 XML 文档的解析以及参数的管理,需要建立树状的数据结构,各元素的属性值作为属性树的一个节点,节点之间形成父子、兄弟关系。在解析文档时,根元素对应属性树的根节点,每读取一个元素,就生成一个节点,遇到子元素,就生成逻辑上的子节点与之对应。对节点操作,首先需要遍历 XML 属性树,查找到相应的节点,然后进行读取属性、修改、删除、保存等操作。如下例。
< PropertyList >
<startup>
<width type="int">100</ width >
<height type="int">50</ height >
</startup>
<hud>
<path> Huds/default.xml</path>
<y-offset>190</y-offset>
</ hud>
< /PropertyList >
XML 示例说明如下:
(1) 读取起始标签< PropertyList >,生成根节点 PropertyList。
(2) 读取标签< startup >,生成节点 startup,作为根节点的第一个子节点。
(3) 读取标签< width >,生成节点 width,作为 startup 节点的子节点。读取该节点标签属性 type,记录其属性为 int。读取 width 节点的值为 100,数据类型为 int 型。
(4) 遇到结束标签< /width >,返回到节点 startup 处,读取标签< height >,生成 height 节点,作为 startup 节点的子节点。
(5) 遇到结束标签< /startup >,返回根节点 PropertyList 处。
(6) 读取标签< hud >,生成 hud 节点,作为 PropertyList 根节点的第二个子节点。
(7) 分别读取标签< path >和< y-offset >,生成 path 节点和 y-offset 节点作为 hud 节点的两
个子节点。遇到结束标签时,返回 hud 节点处。
(8) 遇到结束标签< /PropertyList >,完成整个文档的解析。经过以上步骤的解析,最终将
生成如下图所示的属性树。
未命名03.JPG
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发表于 2012-4-13 21:54:21 |显示全部楼层
胡秀伟 发表于 2012-4-13 21:51
2.2 XML 标准配置文件
在 FlightGear 系统中使用的 XML 文件以声明开头,此行之前不能有空行或字符,根元素 ...


根据上例,可以总结出 FlightGear 软件体系中解析 XML 文档的主要流程,如图下所示。
未命名04.JPG
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发表于 2012-4-13 21:56:02 |显示全部楼层
在解析开始时,首先检查 XML 文档的文件头,对于不符合标准规范的 XML 文档,是无法解析的。在解析 XML 节点时,首先读取文本标签,记录下文本标签的属性,然后判断是否需要记录该标签的属性,如果不需要记录属性值,则跳过该步骤。保存标签的属性值后,将属性值写入程序参数中。接着开始对下一节点的解析,重复以上步骤,直至 XML 文档解析结束。
了解xml脚本文件的简单结构,估计大家就知道建立简单模型的方法了。xml文件标记了一些程序运行需要的信息,它本身不会去执行,它的执行方式是被调用。xml为程序增添了扩展性,比如我们有时会在xml文件里调节游戏手柄的按键,这样就使程序更加灵活。以f18为例,首先说f18-set.xml.
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发表于 2012-4-13 21:56:45 |显示全部楼层
3.1解析实例(f18-set.xml)
     FlightGear在导入模型的时候会首先找这个文件,因为该脚本里定义了模型文件的位置及其它相关信息,打开脚本文件:
     首先是:
    <description>F-18 Hornet Royal Canadian Air Force</description>
          <author>Fabrice Kauffmann</author>
          <status>Early production</status>
          <flight-model>jsb</flight-model>
          <aero>f18</aero>
     从英文标记描述可看出这部分定义了一些基本信息,其中最重要的是<flight-model>jsb</flight-model>,因为此句定义了气动模型为“jsb”。
    接下来:<splash-texture>Aircraft/f18/f18-splash.rgb</splash-texture>      
                 飞机贴图文件位置
                 <path>Aircraft/f18/f18-sound.xml</path>
                  声音控制脚本位置,f18-sound.xml里面定义了声音文件位置,格式为“.wav”
                 <path>Aircraft/f18/Models/f18.xml</path>
                  模型控制脚本位置,待会儿会具体说f18.xml文件
                 <path>Aircraft/f18/Panels/f18-2d-panel.xml</path>
                  面板(即机舱视角)控制脚本,里面主要定义了贴图文件位置,这些贴图文件是在建模时贴上去的
                 <path n="1">Aircraft/f18/f18-hud.xml</path>
                 飞机HUD文件
     这些只是最简单的配置,主要是了解xml的作用,还有很多实现其它功能复杂的配置,包括与Nasal的配合等。因本人才疏学浅也不是很了解编写方法和作用,实际上只是FG为这些标记预留了处理接口而已。
     下面说位于Models文件夹下的f18.xml,(这里要声明一下:与Models同级目录下也有一个f18.xml脚本,里面定义的内容很复杂,所以还请牛人指教小弟一下,该文件不可缺)首先看里面的内容,以这样一部分结构为例:
      -<animation>
          <type>rotate</type>
          <object-name>RudderLeft</object-name>
          <property>surface-positions/rudder-pos-norm</property>
          <factor>30</factor>
        -<axis>
          <x1-m>4.46901</x1-m>
          <y1-m>-1.03207</y1-m>
          <z1-m>0.670875</z1-m>
          <x2-m>4.84972</x2-m>
          <y2-m>-1.39064</y2-m>
          <z2-m>1.71914</z2-m>
          </axis>
      </animation>

     对象名为:RudderLeft(<object-name>RudderLeft</object-name> ,该句定义),还记得我说过建模时飞机模型的各个对象名不可以随便取吧,就是因为在这个脚本里需要引用,脚本里定义的名称为RudderLeft,则模型里面的“左舵角”名称也应为RudderLeft,否则初始化的时候将因找不到该对象而报错。<property>surface-positions/rudder-pos-norm</property> 定义了属性的节点;后面的参数因机型的不同而不同,具体值大家需要查资料了。
     该脚本的其它内容在结构功能上与此相似,各对象名称需要与模型相对应。
     当然,脚本里不仅仅只定义了这些功能,要想了解还需深入研究啊。
     不过,了解了以上这些,构建一个不精准的模型还是可以的,FG模型文件的构建步骤也差不多是这样。
     以上是本人研究过的东西,还希望这方面的前辈帮助指正,交流。
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发表于 2012-4-13 21:58:01 |显示全部楼层
f18截图....................
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发表于 2012-4-13 21:59:41 |显示全部楼层
胡秀伟 发表于 2012-4-13 21:58
f18截图....................

现在正在学这块,顺便说下楼主提到的关于<animation>标签的作用:
这个标签的作用是驱动.ac文件也就是FG中标准的ac3d模型文件,也就是说让.ac文件中飞机的各个部件“动”起来,比如说着落过程中需要放下飞机的起落架,这个动作在模型中实际上是移动起落架从一个位置到另一个位置,这个动作就需要<animation>标签来完成。
说下楼主贴出来的程序中子标签的作用<type>标签是指具体的动作方式,如这里指定了rotate,就是指围绕某坐标轴旋转到一个特定的位置,FG还提供了其他几个动作,none:无改变,spin:绕某坐标轴以一定速度自转,translate:沿某轴移动。
<object-name>标签就是楼主说的飞机某部件的名称,定义在相应的.ac文件中。
<property>是为FG指定路径,FG通过该路径启动该动作。
<factor>改变状态的参数,FG会通过该参数进行比例转换。
<axis>坐标系参数。
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发表于 2012-4-13 22:01:09 |显示全部楼层
3.2解析实例(HUD平显配置)
本节对FlightGear 的平显(HUD)系统配置和直升机参数配置做详细的描述。HUD(Head Up Display)是目前普遍运用在航空器上的飞行辅助仪器。平视的意思是指飞行员不需要低头就能够看到他需要的重要资讯。平视显示器最早出现在军用飞机上,降低飞行员需要低头查看仪表的频率,避免注意力中断以及丧失对状态意识(Situation Awareness)的掌握。因为 HUD 可以显著提高飞行的安全性,民航机也纷纷跟进安装。
HUD 利用光学反射的原理,将重要的飞行姿态信息投射在一片玻璃上面,它位于座舱前端,
与飞行员视平线的高度大致与成水平,投射的文字和影像调整在焦距无限远的距离上面,飞行员透过 HUD 向前方看的时候,能够将前方的景象与 HUD 显示的信息融合在一起。HUD 投射的信息主要与飞行安全有关,例如飞行速度,飞行高度,航向,高度变化速率,滚转角度等。
FlightGear 飞行模拟器中的 HUD 平显系统配置文件在$FG_ROOT \data\Huds 目录下。其中$FG_ROOT 表示为 FlightGear 的安装路径。该目录下的文件列表如图所示
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发表于 2012-4-13 22:01:57 |显示全部楼层
胡秀伟 发表于 2012-4-13 22:01
3.2解析实例(HUD平显配置)
本节对FlightGear 的平显(HUD)系统配置和直升机参数配置做详细的描述。HUD(He ...


图.....................
未命名06.JPG
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发表于 2012-4-13 22:03:57 |显示全部楼层
其中 Instruments 文件夹下的配置文件为目前 FlightGear 飞行模拟器默认使用的 HUD 系统配置文件。其余的配置文件为 FlightGear 软件 0.7 版本之前的平显配置文件,现在已经不再使用。Instruments 目录下文件列表如图所示
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