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GL Studio在武器系统仿真模拟中的应用
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GL Studio在武器系统仿真模拟中的应用

  摘要:根据某型机载导弹视景仿真需求为背景,提出了设计思想,确定了仿真系统结构,并给出了使用软件GL Studio实现仿真过程,结合视景仿真建模理论和相关辅助软件,实现了飞行视景及座舱显示仿真系统的建模开发。经过实际仿真测试,已完成的部分飞机飞行视景及座舱显示仿真系统工作稳定,性能可靠,能适应系统仿真平台当前的各种技术参数要求。

  关键词:GL Studio; 嵌入式仪表; 视景仿真

  0 引言

  视景仿真技术是计算机技术图形处理与图像生成技术、立体影像和音响技术、信息合成技术、显示技术等高新技术的综合运用,它是虚拟现实技术的重要表现形式,视景系统为整个仿真系统提供一个较为真实的三维环境。随着军事仿真的需求,武器系统视景仿真目前已被广泛运用于海、陆、空、天等领域。

  ……

  3 飞机飞行视景与座舱显示仿真建模研究

  为了使视景仿真具有较好的真实感,需要对飞机座舱及内部显示系统、飞机、机场模型等场景进行建模。

  3.1 飞行视景仿真系统建模

  3.1.1 座舱显示系统建模

  座舱显示系统包括一个平视显示器、两个多功能显示器和一个中央控制面板。座舱显示系统是飞行仿真系统中重要的人机界面,显示导航、空战各种模式下的多种可视化信息。

  在座舱显示系统的开发中,用到的软件工具有GL Studio 和Open GL,它们分别用来实现多功能显示器和平视显示器。飞机座舱是操控员执行飞行任务时的主要活动场所。操控员必须依靠舱外目视搜索、舱内信息显示和自身本体感觉等获取各类飞行信息,通过座舱内的各类控制器操纵和控制飞机。

  在座舱设计中,对人机工效的考虑主要包括以下几个方面:

  1)显示操控员最关心的信息。

  2)提供友好的显示界面。

  3)显示格式与认知特点相匹配。

  4)综合信息尽可能地综合显示。

  ……

  3.1.3 座舱多功能显示器建模

  3.1.3.1 开发流程

  在视景仿真系统中,嵌入式仪表仿真一直是开发中的一个难点。采用GL Studio 开发实现多功能显示器。多功能显示器主要实现了雷达显示界面、姿态界面、告警界面、菜单界面和态势界面。界面中飞行参数如空速、航向、高度等数据需要根据传进来的参数实时更新。

  多功能显示器的建模可以在图形设计窗口以所见即所得的效果完成,通过其代码编辑器完成文所需的逻辑仿真。其代码生成器能将用户完成的设计自动转换为C++ 和OpenGL 代码,这些代码及可以单独编译,也可以嵌入到其它程序中编译,避免了大量的底层程序开发。其逻辑结构如图6。

 

  

 

  使用GL Studio 仿真开发多功能显示器、中央控制面板等物体一般需要以下几个步骤:1)纹理制作;2)模型创建;3)行为驱动;4)代码生成;5)单独编译、链接、运行,成功后加入到自己的应用中。

  1)纹理的使用

  GL Studio 提供了两种仪表开发途径,一是使用所有必要的纹理利用表示要仿真的仪表;二是利用GL Studio 的Create 工具构造单个的部件。这两种方法在GL Studio 中都是非常有效的,结合使用这两种方法通常会缩短开发时间。使用纹理可以使建立模型所需的多边形数量将为最低,同时又有极高的逼真度。在座舱的仿真实现中,飞机座舱、多功能显示器面板、按键、开关以及中文字符等多种显示内容都采用了纹理,美化了显示界面而且降低了建模的工作量。

  2)建立模型

  GL Studio 提供了一种三维的、“所见即所得”设计环境。通过鼠标点击选择,可以在设计区创建包括线条、多边形、圆弧、圆、球状体、柱状体,甚至包括光源、字体对象等部件。既可以由单个图元组成复杂的物体,也可以由多边形的进行交、并、差运算得到需要的图形组建复杂物体。

  ……

  相关导读:

  GL Studio虚拟仪表开发工具

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