靜態(tài)模擬無人機(jī)航拍圖像系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</p><p>　　題 目 靜態(tài)模擬無人機(jī)航拍圖像系統(tǒng) </p><p>　　計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程院（系）軟件工程 專業(yè)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　靜態(tài)模擬無人機(jī)的航拍圖像

2、軟件是一個(gè)典型的計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)的應(yīng)用。利用圖形分形和計(jì)算機(jī)模擬仿真的基本原理和操作方法, 構(gòu)造了一個(gè)仿真的模擬航拍圖系統(tǒng), 其能夠有效模擬出類似真實(shí)的航拍效果，還可以根據(jù)需要來調(diào)整分形算法來動(dòng)態(tài)改變航拍圖，模擬真實(shí)環(huán)境無法實(shí)現(xiàn)的多變的航拍效果，充分的展現(xiàn)了分形幾何在模擬自然景象的優(yōu)勢(shì)。因此, 它可以作為模擬作戰(zhàn)環(huán)境和災(zāi)害搜救等航拍圖的一種輔助工具。分形理論與計(jì)算機(jī)科學(xué)理論的結(jié)合同時(shí)為實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)壓縮提供了新的途徑。本文主要研究分形理

3、論中的分形算法，采用分形的方法生成山和云等自然景物。本軟件就是研究圖形分形理論結(jié)合VB編程技術(shù)、配色技術(shù)和隨機(jī)中點(diǎn)位移分形算法來實(shí)現(xiàn)精美逼真的靜態(tài)模擬無人機(jī)的航拍圖像的生成。</p><p>　　關(guān)鍵詞：模擬仿真； 分形理論；分形算法</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Static simulation

4、of Unmanned Aerial Vehicle aerial imaging software is a typical application of computer simulation technology. The basic principles and methods of operation using the graphics fractal and computer simulation, constructio

5、n of a simulation of analog aerial view of the system, which can effectively simulate a similar real aerial effects, can also be adjusted fractal algorithms needed to dynamically change the aerial view, analog the effect

6、 of changing aerial real environment can n</p><p>　　Key words: Simulation; Fractal Theory; Fractal algorithm</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論1</b>&l

7、t;/p><p>　　1.1論文研究的背景與意義1</p><p>　　1.1.1論文研究的背景1</p><p>　　1.1.2論文研究的意義1</p><p>　　1.2論文研究的基本內(nèi)容及思想2</p><p>　　1.2.1航拍圖像系統(tǒng)基本內(nèi)容2</p><p>　　1.2.2航拍

8、圖像系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想2</p><p>　　1.3計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)的發(fā)展與趨勢(shì)2</p><p>　　第二章 航拍圖像系統(tǒng)概論4</p><p>　　2.1航拍圖像系統(tǒng)4</p><p>　　2.1.1航拍圖像系統(tǒng)簡(jiǎn)介4</p><p>　　2.1.2航拍圖像系統(tǒng)概念4</p><p&g

9、t;　　2.2航拍圖像系統(tǒng)基本內(nèi)容5</p><p>　　第三章 靜態(tài)模擬無人機(jī)的航拍圖像系統(tǒng)設(shè)計(jì)6</p><p>　　3.1靜態(tài)模擬無人機(jī)的航拍圖像系統(tǒng)概述6</p><p>　　3.2系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)詳細(xì)設(shè)計(jì)方案6</p><p>　　第四章 靜態(tài)模擬無人機(jī)的航拍圖像編碼8</p><p><b>

10、;　　4.1開發(fā)工具8</b></p><p>　　4.1.1開發(fā)平臺(tái)介紹8</p><p>　　4.1.2 開發(fā)語言介紹8</p><p>　　4.2 靜態(tài)模擬無人機(jī)航拍圖像系統(tǒng)編碼設(shè)計(jì)9</p><p>　　4.2.1靜態(tài)模擬無人機(jī)航拍圖像系統(tǒng)軟件功能介紹9</p><p>　　4.2.2系統(tǒng)

11、界面設(shè)計(jì)9</p><p>　　4.2.3軟件設(shè)計(jì)關(guān)鍵代碼10</p><p>　　第五章 軟件實(shí)現(xiàn)效果圖15</p><p><b>　　結(jié)束語17</b></p><p><b>　　致 謝18</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)19&

12、lt;/b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1論文研究的背景與意義</p><p>　　1.1.1論文研究的背景</p><p>　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和internet在社會(huì)的飛速發(fā)展，各種應(yīng)用軟件的廣泛使用給各行各業(yè)的人們帶來了各種便捷和提供了更好的服務(wù)，人們也正在越來

13、越多的關(guān)注新的計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠帶來的好處。計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)主要是通過計(jì)算機(jī)相關(guān)的技術(shù)和其他相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)為基礎(chǔ)，來模擬實(shí)驗(yàn)人們所需要的信息，從而來幫助人們可以參考對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的問題進(jìn)行深層次的思考。計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)已經(jīng)被運(yùn)用于軍事、工程建設(shè)、災(zāi)難救援、城市規(guī)劃和游戲制作、面向?qū)ο蠓抡?、定性仿真、智能仿真、分布交互仿真、可視化仿真、多媒體仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)仿真等方面。如在核領(lǐng)域，未來的核試驗(yàn)不用核彈而是用計(jì)算機(jī)仿真模擬來進(jìn)行。計(jì)算機(jī)模擬仿

14、真技術(shù)作為分析和研究系統(tǒng)運(yùn)行行為、揭示系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過程和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一種重要手段和方法, 隨著系統(tǒng)科學(xué)研究的深入、控制理論、計(jì)算技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展而形成的一門新興學(xué)科。近些年來, 隨著信息處理技術(shù)的飛速發(fā)展, 使仿真技術(shù)得到更為廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。 </p><p>　　1.1.2論文研究的意義</p><p>　　在無人機(jī)航拍領(lǐng)域方面也有的新的應(yīng)用，傳統(tǒng)的航拍又稱空中攝影或航空攝影，是

15、指從空中拍攝地球地貌，獲得俯視圖，此圖即為空照?qǐng)D，航拍的攝像機(jī)可以由攝影師控制，也可以自動(dòng)拍攝或遠(yuǎn)程控制，同時(shí)對(duì)航拍的無人機(jī)和氣候等因素都要求很高。而現(xiàn)在可以通過計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)來模擬無人機(jī)的航拍圖像則具有經(jīng)濟(jì)、安全、可重復(fù)和不受氣候、場(chǎng)地、時(shí)間限制的優(yōu)勢(shì)，靜態(tài)模擬航拍圖像可以根據(jù)數(shù)據(jù)采集生成相應(yīng)的圖像，在沒用航拍條件的情況下模擬出貼近真實(shí)的場(chǎng)景，比如目前人們無法為火星進(jìn)行航拍，但是德國就通過采集到火星的數(shù)據(jù)信息，運(yùn)用模擬航拍技術(shù)實(shí)現(xiàn)

16、了還原火星真實(shí)面貌，比如在軍事領(lǐng)域的運(yùn)用，在虛擬的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中，存在十分復(fù)雜的自然景象，如雨、雪、霧、海浪等，這些景象對(duì)于虛擬場(chǎng)景的“沉浸感”有很大貢獻(xiàn)，在各種自然景象的模擬仿真中，云的可視化是其中具有挑戰(zhàn)性的研究之一。計(jì)算機(jī)靜態(tài)模擬無人機(jī)航拍圖像其核心就是采用分形技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)模擬出符合要求的，逼真的和可用的航拍圖像，使得其可以達(dá)到替代真實(shí)航拍圖的使用，同時(shí)可以通過改變軟件的基本參數(shù)實(shí)現(xiàn)模擬各種不同的天空和地形場(chǎng)景，來達(dá)到合乎條件的

17、圖像。由于其重要性和國內(nèi)的重視，計(jì)算機(jī)模擬仿真技</p><p>　　1.2論文研究的基本內(nèi)容及思想 </p><p>　　1.2.1航拍圖像系統(tǒng)基本內(nèi)容</p><p>　　航拍圖像系統(tǒng)是非常重要的應(yīng)用，它的目的是通過先進(jìn)的圖形分形技術(shù)結(jié)合計(jì)算機(jī)編程技術(shù)來解決虛擬環(huán)境模擬的問題。例如地形分析，氣象分析等，我們可以根據(jù)需要來模擬出自己真正需要的場(chǎng)景，然后在模擬的場(chǎng)景

18、下進(jìn)行分析或部署，比如在四川地震期間可以通過模擬的航拍圖，來進(jìn)行災(zāi)難營救部署或評(píng)估災(zāi)難損壞道路的狀況等。所謂模擬，就是采用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)來模擬真實(shí)的場(chǎng)景的方法。而靜態(tài)模擬無人機(jī)的航拍圖像則主要是采用計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)，靜態(tài)模擬大地、海洋、云朵等的航拍圖像。</p><p>　　1.2.2航拍圖像系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想</p><p>　　航拍圖像系統(tǒng)的核心是分形算法，算法的不同將直接導(dǎo)致模擬的圖像的

19、不同。因此，航拍圖像系統(tǒng)主要特征是要選擇合適的圖形分形算法，這樣才能保證模擬出來的圖像是貼近真實(shí)航拍效果的。而整個(gè)系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)則主要表現(xiàn)在如何設(shè)計(jì)好合適的分形算法上，我們才用先建模，然后在討論采用什么算法，如何著色等，最后選擇導(dǎo)師推薦的隨機(jī)中點(diǎn)位移分形算法和嘗試RGB三種顏色的混合。進(jìn)一步深入后，才討論到如何編程實(shí)現(xiàn)，以及采用那種語言來開發(fā)，考慮到VB擁有圖形用戶界面（GUI）和快速應(yīng)用程序開發(fā)（RAD）系統(tǒng)，程序員可以輕松的使用VB

20、提供的組件快速建立一個(gè)應(yīng)用程序，所以最后選擇采用。所以前期的設(shè)計(jì)思想是一個(gè)主要的工作過程。</p><p>　　綜上所述，靜態(tài)模擬無人機(jī)的航拍圖像的基本設(shè)計(jì)思想就是將要模擬的圖像建模，例如根據(jù)云的物理特性或者通過受控的隨機(jī)過程來生成云的模型數(shù)據(jù)包括云的外形，運(yùn)動(dòng)和物理屬性的生成。</p><p>　　1.3計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)的發(fā)展與趨勢(shì)</p><p>　　計(jì)算機(jī)技

21、術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了多年的發(fā)展，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生活中?，F(xiàn)今計(jì)算機(jī)技術(shù)與仿真技術(shù)相結(jié)合，從而形成了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)這個(gè)新的研究方法。計(jì)算機(jī)仿真作為分析和研究系統(tǒng)運(yùn)行行為、探尋系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過程和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一種很好的手段和方法, 隨著系統(tǒng)科學(xué)研究的深入、控制理論、計(jì)算技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展而形成的一門嶄新的學(xué)科。近年來, 隨著信息處理技術(shù)的飛快發(fā)展, 也使計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)得到迅速發(fā)展。本論文從實(shí)踐中形象全面地介紹了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在靜態(tài)模

22、擬無人機(jī)航拍圖像的應(yīng)用，論述了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的概念、原理、優(yōu)點(diǎn)，簡(jiǎn)單介紹了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在無人機(jī)航拍領(lǐng)域的應(yīng)用。在這半個(gè)多世紀(jì)里，仿真技術(shù)的發(fā)展從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從理論到實(shí)踐、從輔助學(xué)科到解決大型工程問題的重要手段。仿真技術(shù)在計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)和理論的支持、交叉、融合下，漸漸的形成了一個(gè)交叉科學(xué)，成為認(rèn)識(shí)客觀世界的一種重要的方法。它是在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種模擬仿真應(yīng)用技術(shù)。</p><p>　　據(jù)最新的統(tǒng)計(jì)表

23、明，計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的實(shí)用技術(shù)之一，虛擬現(xiàn)實(shí)目前是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域非常熱門的一個(gè)詞匯。計(jì)算機(jī)視景仿真技術(shù)是計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的重要分支，是計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖形圖像處理與生成技術(shù)、多媒體技術(shù)、顯示技術(shù)等諸多高新技術(shù)的綜合運(yùn)用。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用可以說無處不在，計(jì)算機(jī)動(dòng)畫和科學(xué)計(jì)算轉(zhuǎn)換為可視化成為計(jì)算機(jī)圖形學(xué)最為成功的兩個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。自1984年出現(xiàn)一個(gè)以數(shù)據(jù)庫為核心的計(jì)算機(jī)仿真軟件系統(tǒng)，隨后又出現(xiàn)采用人工智能技術(shù)的仿真軟件系統(tǒng)。這個(gè)發(fā)展

24、趨勢(shì)將使仿真軟件具有更穩(wěn)健、更靈活的功能、面向更廣泛的用戶。當(dāng)下比較流行的是虛擬現(xiàn)實(shí)仿真軟件，比如虛擬現(xiàn)實(shí)仿真平臺(tái)。</p><p>　　第二章 航拍圖像系統(tǒng)概論</p><p><b>　　2.1航拍圖像系統(tǒng)</b></p><p>　　2.1.1航拍圖像系統(tǒng)簡(jiǎn)介</p><p>　　航拍圖像系統(tǒng)主要是運(yùn)用了計(jì)算機(jī)分

25、形算法進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，然后通過分形圖形學(xué)和配色技術(shù)，通過編程掌握程序設(shè)計(jì)的方法和技巧。使用原理是用計(jì)算機(jī)完成真實(shí)感對(duì)象的圖形必須完成基三個(gè)本任務(wù)：</p><p>　　A)用數(shù)學(xué)方法建立所需的二維場(chǎng)景幾何描述。</p><p>　　B)建立數(shù)學(xué)模型參考，手繪地形并參考隨機(jī)中點(diǎn)位移 分形算法。</p><p>　　C)計(jì)算航拍地形圖根據(jù)地形高度遞增來設(shè)置合理的顏色模擬真

26、實(shí)環(huán)境下的航拍地形圖，具體顏色的取值參考了我國國家地圖的顏色標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　分形用于氣象衛(wèi)星云圖特征和數(shù)據(jù)壓縮研究云系的形狀，其中的云的形狀就是可以應(yīng)用到本項(xiàng)目中用于模擬云。</p><p>　　通過用分形理論研究事物表面的形態(tài), 比如地形、海洋、云、火焰地貌等形態(tài), 以及研究它們發(fā)展和分布的自然規(guī)律等, 形成新的學(xué)科：分形地貌學(xué),它可以逼真地模擬各種各樣的自然界的景象, 例如

27、山地起伏以及海岸線、河流等自然界現(xiàn)象。這個(gè)可以用來模擬無人機(jī)拍攝的陸地、天空、海洋的景觀。</p><p>　　2.1.2航拍圖像系統(tǒng)概念</p><p>　　所謂計(jì)算機(jī)模擬仿真，就是將所研究的對(duì)象用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)手段加以模仿的一種活動(dòng)。而航拍圖像系統(tǒng)，可以理解為使用圖形分形技術(shù)模擬的圖像，其本質(zhì)是通過分形算法來模擬特定的場(chǎng)景下的航拍圖像，目的是可以達(dá)到逼真的效果。也就是說，靜態(tài)模擬無人機(jī)

28、的航拍圖像系統(tǒng)是一種具有模擬無人機(jī)航拍效果圖像的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它利用編寫在其內(nèi)部的隨機(jī)分形算法來實(shí)現(xiàn)模擬出不同的變換的航拍圖像。雖然靜態(tài)模擬無人機(jī)的航拍圖像系統(tǒng)也是一種及其智能化的計(jì)算機(jī)程序，但是它不同于傳統(tǒng)的幾何圖形程序，其根本區(qū)別在于靜態(tài)模擬無人機(jī)的航拍圖像系統(tǒng)將分形作為幾何對(duì)象，首先是破碎的，不規(guī)則的，又可以說他們的特點(diǎn)是極不光滑的，而這些對(duì)象現(xiàn)在都可以進(jìn)行模擬了。從程序設(shè)計(jì)方法學(xué)的角度來看，靜態(tài)模擬無人機(jī)的航拍圖像系統(tǒng)更專門、更特

29、殊、能更好的表現(xiàn)出分形對(duì)象。傳統(tǒng)的幾何圖形程序則顯得更呆板不能很好的模擬出不規(guī)則的分形對(duì)象。</p><p>　　2.2航拍圖像系統(tǒng)基本內(nèi)容</p><p>　　航拍圖像系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)最重要的應(yīng)用之一，它的目的是讓電腦在某種程度上幫助人們更好更直觀的獲取類似真實(shí)環(huán)境的真實(shí)航拍圖像信息，給人們提供解決問題的模擬環(huán)境。例如模擬駕駛飛機(jī)飛行，道路分析，山形，河流等等。</p>

30、;<p>　　第三章 靜態(tài)模擬無人機(jī)的航拍圖像系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1靜態(tài)模擬無人機(jī)的航拍圖像系統(tǒng)概述</p><p>　　靜態(tài)模擬無人機(jī)的航拍圖像是計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)領(lǐng)域中的一個(gè)重要的應(yīng)用，但是要想在該計(jì)算機(jī)信息處理領(lǐng)域取得有效的發(fā)展，絕不能簡(jiǎn)單地把在一些領(lǐng)域中取得成功計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)直接移植到靜態(tài)模擬無人機(jī)的航拍圖像中，正好相反，應(yīng)從實(shí)際需要出發(fā)，選擇合適的，

31、可用的技術(shù)來研究計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)在該領(lǐng)域中可能發(fā)展的途徑，可以提出新思想、概念、方法和技術(shù)來更新產(chǎn)品。</p><p>　　本系統(tǒng)操作系統(tǒng)采用Windows 7，開發(fā)平臺(tái)Visual Basic 6.0，采用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)理論和隨機(jī)中點(diǎn)位移分形算法,采用VB編程技術(shù)生成逼真的藍(lán)天白云、陸地、群山連綿、海洋和湖泊的二維地形航拍圖效果，雖然生成的是一張靜態(tài)圖，但三維空間感很強(qiáng)烈，顏色層次分明、清晰，相近顏色不同顏色深度代

32、表不同的高度。就像從飛機(jī)上航拍的一幅精美照片，掌握好分形算法和分形理論，自己完全可以開發(fā)出高質(zhì)量的逼真的圖像來似乎不是什么難事 。本系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)了模擬隨機(jī)生成的藍(lán)天白云、陸地、群山連綿、海洋和湖泊的二維地形航拍圖功能。</p><p>　　3.2系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)詳細(xì)設(shè)計(jì)方案</p><p><b>　　總體設(shè)計(jì)方案介紹：</b></p><p>　　【

33、1】RGB混合配色設(shè)計(jì)：首先利用計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)和分形技術(shù)，采用隨機(jī)中點(diǎn)位移算法，使用VB編程技術(shù)來繪制出所要求的模擬仿真航拍圖，再對(duì)圖像按照不同事物采用不同顏色和不同層次高度采用相近顏色層次加深或淡化進(jìn)行配色處理，具體的顏色搭配則參考我國國土地圖來搭配顏色可以使得用戶很容易接受。具體RGB混合配色介紹：RGB配色主要是通過對(duì)紅、綠、藍(lán)三個(gè)顏色（RGB）的變化和它們相互之間的混合來得到各種顏色的，RGB即是代表紅、綠、藍(lán)三個(gè)基本顏色，RG

34、B標(biāo)準(zhǔn)幾乎包括了人類視力能感知的所有顏色。計(jì)算R,G,B三個(gè)分量就可以使人有顏色的視覺效果，把三種顏色按不同的比例混合就能準(zhǔn)確的合成想要的顏色，下面就要考慮色調(diào)的搭配了，要使的顏色的搭配既要符合現(xiàn)實(shí)中的航拍的顏色，又要和諧，顏色不沖突，容易區(qū)分不同顏色區(qū)域所代表的含義。對(duì)上面顏色混合的補(bǔ)充：RGB是從顏色發(fā)光原理來設(shè)計(jì)，一般說它的顏色混合方法就好像有紅、綠、藍(lán)三色燈，當(dāng)它們的光相互混合的時(shí)候，顏色相混，而亮度卻是兩者亮度的總和，越混合亮

35、度越高，即加法混合。本系統(tǒng)采用對(duì)圖像按照不同事物采用不同顏色和不同層次高度采用相近顏色層次加深或淡化進(jìn)行配色處理，將R</p><p>　　【2】隨機(jī)模擬靜止云圖繪制設(shè)計(jì)：通過隨機(jī)中點(diǎn)位移算法計(jì)算出各個(gè)點(diǎn)的位置和RGB顏色值，調(diào)用初始R,G,B數(shù)組，然后再調(diào)用繪圖方法在主窗體上面繪制出模擬的靜止云圖，然后使得整個(gè)模擬航拍圖能夠像真實(shí)航拍的效果。</p><p>　　靜止云圖生成算法由下列5

36、個(gè)步驟組成：</p><p>　　1．設(shè)定一個(gè)的正方形區(qū)域，為為正整數(shù)；</p><p>　　2．在區(qū)域4個(gè)角賦一個(gè)隨機(jī)量Rd，，，，；隨機(jī)量為區(qū)域周長(zhǎng)乘以0到1之間的隨機(jī)數(shù)。</p><p>　　3．在區(qū)域內(nèi)計(jì)算其他點(diǎn)參數(shù)；</p><p>　　4．求出區(qū)域各點(diǎn)參數(shù)的最大值和最小值；</p><p>　　5．根據(jù)給定

37、云顏色的最大值（最藍(lán)）和最小值（最白），繪制區(qū)域每點(diǎn)的顏色</p><p>　　【3】隨機(jī)模擬地形圖繪制設(shè)計(jì)：通過隨機(jī)中點(diǎn)位移算法計(jì)算出各個(gè)點(diǎn)的位置和RGB顏色值，調(diào)用初始R,G,B數(shù)組，然后再調(diào)用繪圖方法在主窗體上面繪制出模擬的靜止地形圖。</p><p>　　隨機(jī)模擬地形圖繪制的方法同靜止云圖相似，唯一不同的地方是在于對(duì)初始R,G,B數(shù)組的賦值，地形圖顏色類別參考的是我國國家地圖。&l

38、t;/p><p><b>　　具體實(shí)現(xiàn)步驟：</b></p><p>　　最初，四角給出隨機(jī)高度值。</p><p>　　然后，對(duì)鄰近的4點(diǎn)組成的正方形分別取邊中點(diǎn)和中間點(diǎn)，如圖：</p><p>　　再對(duì)鄰近的4點(diǎn)組成的正方形分別取邊中點(diǎn)和中間點(diǎn)</p><p>　　這上面的方法被重復(fù)，直到迭代所需

39、數(shù)量為止。該為新的點(diǎn)的高度值通過取平均來確定周圍的點(diǎn)，并加上隨機(jī)位移于此。而迭代值越大，位移則越小，使得第一次迭代對(duì)具有大的影響形狀的地形，但后面的迭代不會(huì)產(chǎn)生很大的影響，只產(chǎn)生輕微的變化，這使得航拍圖減少鋸齒和更加圓潤。</p><p>　　第四章 靜態(tài)模擬無人機(jī)的航拍圖像編碼</p><p><b>　　4.1開發(fā)工具</b></p><p&

40、gt;　　4.1.1開發(fā)平臺(tái)介紹</p><p>　　Visual Basic是微軟公司開發(fā)的VB語言編程軟件，它是基于Windows操作系統(tǒng)可視化的編程環(huán)境。由于Visual Basic 6.0它操作簡(jiǎn)單實(shí)用，所以從它出現(xiàn)在市面以來很受程序員和編程愛好者的熱捧。Visual Basic主要由窗體窗口、工具欄、標(biāo)題欄、工具箱、屬性窗口、工程窗口、菜單欄、窗體布局窗口等構(gòu)成。Visual Basic 6.0的組件有

41、很多，比如設(shè)計(jì)器、編輯器、屬性等開發(fā)常用組件。Visual Basic 6.0同時(shí)提供了窗口編輯，可以直接對(duì)窗口進(jìn)行編輯以及預(yù)覽。Visual Basic 6.0的工具箱由單選按鈕、圖片框、框架、標(biāo)簽、定時(shí)器、命令按鈕、指針、復(fù)選框、文本框、組合框、水平滾動(dòng)條、列表框、垂直滾動(dòng)條、目錄列表框、驅(qū)動(dòng)器列表框、圖像控件、形狀控件、文件列表、直線、OLE容器、數(shù)據(jù)控件構(gòu)成。</p><p>　　Visual Basic

42、是由微軟公司開發(fā)協(xié)助開發(fā)環(huán)境的事件驅(qū)動(dòng)編程語言。從各種標(biāo)準(zhǔn)來說，VB都是世界上使用人數(shù)最多的語言，它不僅是盛贊VB的開發(fā)者也是抱怨VB的開發(fā)人員的數(shù)量。它起源于BASIC編程語言。VB擁有快速應(yīng)用程序開發(fā)和圖形用戶界面系統(tǒng)，可以輕易的使用RDO、ADO、DAO連接數(shù)據(jù)庫，也能輕松的創(chuàng)建ActiveX控件。程序員可以使用VB提供的組件迅速建立一個(gè)應(yīng)用程序。</p><p>　　通過這些年來的發(fā)展，Visual Ba

43、sic已成為一種專業(yè)化的開發(fā)語言和環(huán)境。用戶可以方便的使用Visual Basic快速創(chuàng)建Windows程序，還可以編寫企業(yè)水平的客戶端和服務(wù)器程序甚至是更為強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序。</p><p>　　4.1.2 開發(fā)語言介紹</p><p>　　VB語言和其它語言的最大區(qū)別可能就在于它的簡(jiǎn)單、容易上手和方便開發(fā)了，可以算的上是最早的面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言了。首先VB的可視化、面向?qū)ο笠约?/p>

44、采用事件驅(qū)動(dòng)方式的結(jié)構(gòu)化高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言都成為它變成程序員們的最好的幫手。VB可以用來開發(fā)WINDOWS環(huán)境下的各種應(yīng)用程序。在Visual Basic環(huán)境下，利用事件驅(qū)動(dòng)的編程機(jī)制、方便快捷的可視化設(shè)計(jì)工具很容易就能夠編寫出自己想要的應(yīng)用程序。同時(shí)VB可以打包成EXE運(yùn)行軟件，可以直接運(yùn)行在裝有WINDOWS環(huán)境的機(jī)器上，非常方便。而且VB還是非常簡(jiǎn)單、易學(xué)、效率高的語言。VB使用WINDOWS內(nèi)部的廣泛應(yīng)用程序接口函數(shù)，使用動(dòng)態(tài)鏈接

45、庫、對(duì)象鏈接和嵌入等技術(shù)，可以高效、快速的開發(fā)WINDOWS環(huán)境下功能強(qiáng)大、圖形界面豐富的應(yīng)用軟件。</p><p>　　4.2 靜態(tài)模擬無人機(jī)航拍圖像系統(tǒng)編碼設(shè)計(jì)</p><p>　　4.2.1靜態(tài)模擬無人機(jī)航拍圖像系統(tǒng)軟件功能介紹</p><p>　　本軟件主要以采用隨機(jī)中點(diǎn)位移分形算法,使用VB編程技術(shù)生成逼真的藍(lán)天白云、陸地、群山連綿、海洋和湖泊的二維靜態(tài)模

46、擬航拍圖，以Visual Basic 6.0為開發(fā)平臺(tái)，采用VB編程語言實(shí)現(xiàn)的。本軟件有主要有4個(gè)功能部分組成：</p><p>　?。?）航拍云圖。該模式下完成了隨機(jī)模擬出藍(lán)天白云的航拍效果圖。</p><p>　?。?）航拍地形圖。該模式下完成了隨機(jī)模擬出陸地、群山連綿、海洋和湖泊的二維靜態(tài)模擬航拍圖。</p><p>　?。?）修改迭代次數(shù)?？梢陨筛鞣N迭代下

47、的模擬圖像。</p><p>　　（4）系統(tǒng)退出功能的實(shí)現(xiàn)</p><p>　　軟件分為3個(gè)功能部分使得用戶可以更直觀更容易的了解軟件的運(yùn)行和使用效果，不會(huì)產(chǎn)生功能上的歧義和使用上的繁瑣。</p><p>　　4.2.2系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)</p><p><b>　　圖4-2 主界面</b></p><p

48、>　　4.2.3軟件設(shè)計(jì)關(guān)鍵代碼</p><p>　　Const ITERATIONS = 9: -- 增加該值增加地圖的大小</p><p>　　Const ROW = (2 ^ ITERATIONS) + 1 --地圖繪制時(shí)的寬度。用于計(jì)算。</p><p>　　Const SLOPE = 15 -- 此值會(huì)影響“鋸齒”地形</p>

49、<p>　　Dim Heights(ROW - 1, ROW - 1) As Single --高度值的數(shù)組</p><p>　　Dim R, G, B, Bound --數(shù)組變量</p><p>　　--SetPixelV API調(diào)用比PSET快</p><p>　　Private Declare Function SetPixelV Lib &

50、quot;gdi32" (ByVal hdc As Long, ByVal x As Long, ByVal y As Long, ByVal crColor As Long) As Long</p><p>　　Private Sub cloud_Click()</p><p>　　Dim Seed As Single --種子值的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器</p><

51、p>　　--這個(gè)數(shù)組定義了邊界為不同的顏色</p><p>　　Bound = Array(-10, 0, 15, 25, 30, 35, 40, 45)</p><p>　　-- 這些數(shù)組定義地形顏色的高度界限.</p><p>　　R = Array(0, 32, 64, 96, 128, 159, 191, 223, 255)</p>&l

52、t;p>　　G = Array(0, 32, 64, 96, 128, 159, 191, 223, 255)</p><p>　　B = Array(255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255)</p><p>　　-- 改變這些值來創(chuàng)建不同的效果。對(duì)于一個(gè)更明確海岸線，使前兩個(gè)綁定的值相同。</p><p>　　

53、Seed = Timer -- 生成基于所述系統(tǒng)定時(shí)器地圖的種子</p><p>　　Randomize Seed --它應(yīng)該可以通過在這里使用他們的種子值來獲得以前的地圖</p><p>　　Caption = "Terrain Generator Seed = " & Seed</p><p>　　Generate_Heigh

54、ts</p><p><b>　　Draw</b></p><p><b>　　End Sub</b></p><p>　　Private Sub exit_Click()</p><p>　　Unload AerialFrame</p><p><b>　　End

55、 Sub</b></p><p>　　Private Sub Form_Load()</p><p>　　Dim Seed As Single -- 種子值的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器</p><p>　　--這個(gè)數(shù)組定義了邊界為不同的顏色</p><p>　　Bound = Array(-10, 0, 15, 25, 30, 35, 40,

56、45)</p><p>　　--這些數(shù)組定義地形顏色的高度界限.</p><p>　　R = Array(20, 23, 15, 20, 136, 145, 91, 88, 142)</p><p>　　G = Array(14, 15, 85, 113, 136, 88, 55, 88, 142)</p><p>　　B = Array(1

57、71, 199, 9, 11, 56, 41, 26, 88, 142)</p><p>　　--改變這些值來創(chuàng)建不同的效果。對(duì)于一個(gè)更明確海岸線，使前兩個(gè)綁定的值相同</p><p>　　Seed = Timer --生成基于所述系統(tǒng)定時(shí)器地圖的種子</p><p>　　Randomize Seed --它應(yīng)該可以通過在這里使用他們的種子值來獲得以前的地圖<

58、/p><p>　　Caption = "Terrain Generator Seed = " & Seed</p><p><b>　　End Sub</b></p><p>　　Private Sub Form_Click()</p><p>　　Generate_Heights</

59、p><p><b>　　Draw</b></p><p><b>　　End Sub</b></p><p>　　Private Sub Generate_Heights()</p><p>　　--此生成高度值被安置在高地?cái)?shù)組中。該高度限定，當(dāng)在地圖上繪制其中顏色被顯示出來的方法是很難解釋的，生成的過

60、程是最好的描述通過下面的圖表和說明來理解：</p><p><b>　　初始狀態(tài)：</b></p><p><b>　　i = 0狀態(tài)：</b></p><p><b>　　i = 1狀態(tài)：</b></p><p>　　最初，四角給出隨機(jī)高度值。然后，對(duì)于那些半路之間的點(diǎn)的創(chuàng)建

61、迭代高度值點(diǎn)在最后一次迭代，并在四個(gè)值的中間點(diǎn)。因此，當(dāng)i = 0時(shí)，圖中的“2”代表所添加的高度值，和當(dāng)i = 1 ，圖中的“3”代表補(bǔ)充的高度值。這上面的方法被重復(fù)，直到迭代所需數(shù)量為止。新的點(diǎn)的高度值通過取平均來確定周圍的點(diǎn)，并加上隨機(jī)位移來得到。將i的值越大，位移越小，使得第一次迭代對(duì)具有大的影響形狀的地形，但后面的迭代不會(huì)有大的影響，只產(chǎn)生輕微的變化地形的現(xiàn)狀這使得地形少Print 鋸齒和更加圓潤使用這種方法。</p&g

62、t;<p>　　Dim i As Long --迭代計(jì)數(shù)器</p><p>　　Dim x As Long --協(xié)調(diào)</p><p>　　Dim y As Long --計(jì)數(shù)器</p><p>　　Dim Step As Long --用于計(jì)算在主循環(huán)</p><p>　　Dim num

63、b As Integer</p><p>　　Erase Heights</p><p>　　--Inistialise在每個(gè)拐角處的高度</p><p>　　Heights(0, 0) = Rnd * -10</p><p>　　Heights(0, ROW - 1) = Rnd * -10</p><p>　

64、　Heights(ROW - 1, 0) = Rnd * -10</p><p>　　Heights(ROW - 1, ROW - 1) = Rnd * -10 </p><p>　　--主迭代循環(huán)。為解釋見上面。</p><p>　　numb = num.Text</p><p>　　If numb < 1 Or numb &

65、gt; 9 Then MsgBox "親，迭代次數(shù)超出范圍嘍！": GoTo 20</p><p>　　For i = 0 To numb – 1</p><p>　　Step = (ROW - 1) / (2 ^ (i + 1))</p><p>　　For y = 0 To ROW - 1 Step Step</p><p

66、>　　For x = 0 To ROW - 1 Step Step</p><p>　　If (y / Step) Mod 2 = 0 Then</p><p>　　If Heights(x, y) = 0 Then</p><p>　　Heights(x, y) = (Heights(x - Step, y) + Heights(x + Step, y))

67、/ 2 + (Rnd * SLOPE - (SLOPE / 2)) * ((ITERATIONS - i) / (i + 1))</p><p><b>　　End If</b></p><p><b>　　Else</b></p><p>　　If (x / Step) Mod 2 = 0 Then</p>

68、<p>　　Heights(x, y) = (Heights(x, y - Step) + Heights(x, y + Step)) / 2 + (Rnd * SLOPE - (SLOPE / 2)) * ((ITERATIONS - i) / (i + 1))</p><p><b>　　Else</b></p><p>　　Heights(x, y)

69、 = (Heights(x - Step, y - Step) + Heights(x - Step, y + Step) + Heights(x + Step, y - Step) + Heights(x + Step, y + Step)) / 4 + (Rnd * SLOPE - (SLOPE / 2)) * ((ITERATIONS - i) / (i + 1))</p><p><b>　　E

70、nd If</b></p><p><b>　　End If</b></p><p><b>　　Next</b></p><p><b>　　Next</b></p><p><b>　　Next</b></p><p&g

71、t;<b>　　20</b></p><p><b>　　End Sub</b></p><p>　　Private Sub Draw()</p><p>　　--繪制地形到基于高度圖的值的形式。該顯示的顏色為對(duì)應(yīng)于高度圖的值的像素是基于哪兩個(gè)高度界限的高度值之間。該在像素顯示的實(shí)際顏色來自之間的漸變邊界顏色，從而使地形融

72、合在一起，看起來更現(xiàn)實(shí)的。高度圖還可以用于生成3D地形。</p><p>　　Dim Color As Long</p><p>　　Cls --繪制前清除表單</p><p>　　--通過所有點(diǎn)的高度重復(fù)的地圖</p><p>　　For y = 0 To ROW - 1</p><p>　　For x = 0 To

73、 ROW - 1</p><p>　　--檢查高度值對(duì)每個(gè)邊界上看到它位于</p><p>　　For i = 0 To UBound(Bound)</p><p>　　If Heights(x, y) <= Bound(i) Then Exit For</p><p><b>　　Next</b></p&g

74、t;<p>　　If i = UBound(Bound) + 1 Then</p><p>　　Color = RGB(R(i), G(i), B(i))</p><p>　　ElseIf i = 0 Then</p><p>　　Color = RGB(R(0), G(0), B(0))</p><p><b>　　

75、Else</b></p><p>　　--計(jì)算兩個(gè)邊界顏色之間的梯度</p><p>　　Color = RGB(R(i) + (R(i + 1) - R(i)) * ((Heights(x, y) - Bound(i - 1)) / (Bound(i) - Bound(i - 1))), G(i) + (G(i + 1) - G(i)) * ((Heights(x, y) -

76、 Bound(i - 1)) / (Bound(i) - Bound(i - 1))), B(i) + (B(i + 1) - B(i)) * ((Heights(x, y) - Bound(i - 1)) / (Bound(i) - Bound(i - 1))))</p><p><b>　　End If</b></p><p>　　SetPixelV hdc, S

77、caleWidth \ 2 - ROW \ 2 + x, ScaleHeight \ 2 - ROW \ 2 + y, Color</p><p><b>　　Next</b></p><p><b>　　Next</b></p><p><b>　　End Sub</b></p>&l

78、t;p>　　Private Sub Terrain_Click()</p><p>　　Dim Seed As Single --種子值的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器</p><p>　　--這個(gè)數(shù)組定義了邊界為不同的顏色</p><p>　　Bound = Array(-10, 0, 15, 25, 30, 35, 40, 45)</p><p>　

79、　--這些數(shù)組定義地形顏色的高度界限</p><p>　　R = Array(20, 23, 15, 20, 136, 145, 91, 88, 142)</p><p>　　G = Array(14, 15, 85, 113, 136, 88, 55, 88, 142)</p><p>　　B = Array(171, 199, 9, 11, 56, 41, 26

80、, 88, 142)</p><p>　　--改變這些值來創(chuàng)建不同的效果。對(duì)于一個(gè)更明確海岸線，使前兩個(gè)綁定的值相同。如果您創(chuàng)建更多的色彩邊界，地形可以變得更細(xì)致</p><p>　　Seed = Timer -- 生成基于所述系統(tǒng)定時(shí)器地圖的種子</p><p>　　Randomize Seed --它應(yīng)該可以通過在這里使用他們的種子值來獲得以前的地圖<

81、/p><p>　　Caption = "Terrain Generator Seed = " & Seed</p><p>　　Generate_Heights</p><p><b>　　Draw</b></p><p><b>　　End Sub</b></p

82、><p>　　第五章 軟件實(shí)現(xiàn)效果圖</p><p>　　本軟件通過VB語言操作完成，在window系統(tǒng)中運(yùn)行正常，具體的效果的實(shí)現(xiàn)如下面所述。</p><p>　　圖5-1 航拍云圖運(yùn)行界面（1）</p><p>　　點(diǎn)擊航拍云圖按鈕，調(diào)用cloud_Click()方法，默認(rèn)迭代9次獲取每個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)和顏色值，然后調(diào)用SetPixelV來畫圖

83、，在軟件中部生成航拍云圖。</p><p>　　圖5-2 航拍地形圖運(yùn)行界面（2）</p><p>　　點(diǎn)擊航拍地形圖按鈕，調(diào)用Terrain_Click()方法，默認(rèn)迭代9次獲取每個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)和顏色值，然后調(diào)用SetPixelV來畫圖，在軟件中部生成航拍地形圖。</p><p>　　圖5-2 修改迭代次數(shù)航拍圖運(yùn)行界面（2）</p><p&g

84、t;　　修改迭代次數(shù)，改為迭代7次，點(diǎn)擊航拍地形圖按鈕，調(diào)用Terrain_Click()方法，迭代7次獲取每個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)和顏色值，然后調(diào)用SetPixelV來畫圖，在軟件中部生成航拍地形圖。由于沒有迭代完全，所以很多點(diǎn)沒有被算出來并畫出來，這樣可以方便用戶了解本軟件的實(shí)現(xiàn)方法和過程。</p><p><b>　　結(jié)束語</b></p><p>　　畢業(yè)論文從下發(fā)任務(wù)書

85、到現(xiàn)在已經(jīng)過去幾個(gè)月了，課題已經(jīng)做好了，論文也結(jié)束，馬上就要答辯了。現(xiàn)在是快要和老師同學(xué)們告別的畢業(yè)時(shí)間了。記得剛開始選課題時(shí)，老師的十個(gè)課題我們都不曾接觸過，都沒有聽說過，感覺心里特別沒底。老師給的課題領(lǐng)域可以說是完全沒有接觸過。在熟悉課題到課題設(shè)計(jì)的過程中遇到了很多問題，尤其是在理解分形技術(shù)的應(yīng)用時(shí)，都沒有搞明白是干什么的，感覺有頭大的感受，全部都是算法，以前我們自己編寫程序時(shí)，都沒有去關(guān)注過代碼中的算法的實(shí)現(xiàn)，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)后我

86、終于理解了算法的重要性了，可以說這次的課題中主要就是對(duì)與分形算法的了解和實(shí)現(xiàn)，前面沒有理解透徹時(shí)，都感覺無從下手，特別是看了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)后感覺自己真的是沒有理解好。雖然在沒有搞明白的情況下，開始了課題設(shè)計(jì)，中間也有很多的問題出現(xiàn)，但最終還是在老師的指導(dǎo)下和上網(wǎng)找高手詢問以及自己努力學(xué)習(xí)中完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。</p><p>　　在本課題設(shè)計(jì)完成之后，我對(duì)計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)已經(jīng)有了一定的了解。通過這次對(duì)靜態(tài)模擬無人機(jī)的

87、航拍圖像設(shè)計(jì)與開發(fā)的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我學(xué)到了很多在課堂上學(xué)不到的新的知識(shí)，使我知道了什么是分形，分形的理論和概念，以及如何將研究好的分形算法與自己的編程技術(shù)相互結(jié)合起來，做出符合自己設(shè)計(jì)思想的應(yīng)用軟件，這是很有成就感的事情。在系統(tǒng)的對(duì)分形算法的研究后則可以自己做一些有意思的分形小游戲，感覺特別棒，在實(shí)踐中學(xué)習(xí)到了新的知識(shí)。</p><p><b>　　致 謝</b></p>&l

88、t;p>　　來到三江學(xué)院已經(jīng)2兩年了，大學(xué)時(shí)光已經(jīng)快過去了，在此我想對(duì)我的學(xué)校，我的父母、朋友們，我的老師和同學(xué)們表達(dá)真誠的謝意。感謝母校提供給我大學(xué)兩年很好的學(xué)習(xí)環(huán)境；感謝三江學(xué)院老師們給我在大學(xué)兩年來的培養(yǎng)和教育，讓我能學(xué)習(xí)新的知識(shí)和提升自我能力；感謝**輔導(dǎo)員對(duì)我的栽培和多年來的關(guān)心鼓勵(lì)。大學(xué)的一幕幕都在我腦海中留下了深刻的印象，認(rèn)真負(fù)責(zé)有不乏幽默的老師們，認(rèn)真聽課，在做筆記的學(xué)生們，考試前圖書館爆滿的情形，深夜看書討論的朋

89、友圈，生活中同學(xué)之間互相幫助鼓勵(lì)的等等，都值得留念。</p><p>　　這次畢業(yè)論文設(shè)計(jì)是在我的工作期間完成的，由于時(shí)間會(huì)有沖突，也出現(xiàn)了一些問題，所幸在得到了指導(dǎo)老師和同學(xué)的幫助下，都克服了，尤其是我論文指導(dǎo)老師**對(duì)我的課題設(shè)計(jì)中給出了寶貴的建議和修改方案，而且遇到問題時(shí)，*老師能主動(dòng)聯(lián)系我們?cè)儐栁覀冇袥]有問題阻塞。在這期間，*老師認(rèn)真的治學(xué)態(tài)度、豐富的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)、精益求精的工作態(tài)度都是我們應(yīng)該學(xué)習(xí)的。**老

90、師雖然手頭事情很多，但在在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候，從選題至查閱資料、做開題報(bào)告、課題設(shè)計(jì)中論文的修改，以及后期論文格式調(diào)整等各個(gè)環(huán)節(jié)中都給予了我悉心的指導(dǎo)。</p><p>　　同時(shí)，這個(gè)畢業(yè)論文編寫也得到了其他朋友和我公司開發(fā)同事的熱情幫助。感謝在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間和我親切合作的同學(xué)以及曾經(jīng)在各方面給予我?guī)椭耐瑢W(xué)們。在此，我再一次真誠的向幫助過我的老師、同學(xué)和同事表示真摯的感謝！</p><p>

91、;<b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 龔琳,顧大權(quán).氣象景象的模擬[J].計(jì)算機(jī)時(shí)代，2005，05</p><p>　　[2]肖海蓉，郭天印，任民宏.基于OpenGL和IFS分形算法的山脈模擬[J].太原理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，05</p><p>　　[3] 龔琳,顧大權(quán).三維云場(chǎng)景的模擬[J].解放軍理工大學(xué)學(xué)報(bào),2

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