飛行視景仿真中若干關鍵技術的研究及實現

姜霞

（中國民用航空飛行學院遂寧分院，四川 遂寧 629000）

當前飛行器的實際操作成本相對較高，同時很容易受到外部環境的影響造成一定的危害，很容易導致人身安全事件的產生，因此在當前的飛行訓練工作推進的過程中，可以結合虛擬操作技術的落實，實現飛行視景仿真技術模型的構建，通過人機之間的交互反應，通過模擬訓練飛機的實際操作，觀察飛行仿真系統之中的座椅本身與不同的硬件操作之間的關系，充分地認識到現階段飛行器操作的基礎工作現狀以更好地適應當前的計算機工作環境，利用計算機工作方式在真實的系統之中實現場景形態建模，以顯示器呈現的方式，將虛擬的信息數據進行呈現，可以有效地幫助飛行仿真系統的專業化操作，幫助飛行人員較為容易的掌握飛行操作方式，明確飛行駕駛中需要面臨的多種風險問題。

1 三維云的繪制技術

1.1 相關技術研究分析

三維模型的構建主要是通過外界光線變化的狀態，通過系統工作方式的優化，加之專項工作技術的處理和分析，對當前的光照和云層環境方式進行分析，從而全面提升云繪制的質量，是現階段云繪制的主要方向。

云層的繪制方式主要是通過光纖投射的方式和兩步法方式為核心進行操作試驗，光的折射技術本身對光線進行跟蹤分析，尤其要從其視覺空間為基礎，對每一個像素內容，以回溯的方式進行梳理依次按照光學傳播路徑僅此能夠提升質量，最終得到該像素下實際光照具體情況，按照模型的精度分析，這種方式方法本身的真實感受相對較為強烈，但是計算機本身的消耗較大，不適合使用飛行視景仿真系統。

兩部分本身就是在云繪制之中廣泛使用的一種基礎的繪制流程。這種繪制方式主要是將光線上的上光照和視線方向上的自然光線環境進行充分的分析觀察，然后對光照本身的偏差率進行計算，觀察計算過程中光照變化情況，然后再是線上進一步的加快傳播過程中的衰減現象，最終將云的形態繪制成一種計算機仿真成像。

1.2 云的光照處理

在以往的光照環境觀察判斷的過程中，為了有效的分析光照的環境狀態，更多的是通過物理反應的方式進行系統的觀察判斷。由于物理結構的判斷本身存在不均性的特點，起本森最終反映的效果差異相對較大，當光照環境在不同的物質基礎上進行變化之后，不可控性也會相對較大。而模擬技術的產生，更多的是將云層環境的變化狀態進行觀察分析，以不同的模擬環境進行操作，能夠充分的計算出當前的自然環境下光照環境的變化特點，以此為基礎適應當前的飛行要求。

2 飛行視景仿真技術的系統設計方法和最終試驗結果分析

2.1 系統整體環節的設計規劃

在當前我們所設計的結構模型之中，設計的原型系統主要以OGRE圖形加密性為基礎進行渲染，這種軟件系統是面向對象的開源圖形引擎，可以通過底層的渲染環境構建，實現跨平臺的數據支持。配合一些規范性的開發軟件就能完成新的程序環境運作。不同的引擎環境對于飛行器的工作都會產生不同的影響，只有滿足既定的工作優勢，開發最終的效果將會比不使用引擎的效果更好。

直線系統本身是基于傳統飛行視景仿真技術的功能性和性能方面進行構造的，因此在實現研究的三維動態云模仿的案例之中使用各種關鍵點技術手段，以此完成云模仿工作的質量，從而實現場景的構建、動態的模擬以及不同光照環境的展示。正確的實現不可見飛行要素的三維可視化方案，能夠按照展示的實際特點，將飛行器在飛行過程中的實際形態功能進行充分的展示，同時有效地利用試驗過程中的飛行運作軌跡對當前的數據信息進行評估和計算。為了有效的保證最終工作的質量，所有的工作程序都應當在既定的設想之內進行操作，否則最終的工作質量不能滿足實際的工作需求，有效性也會相對較低，最終很多操作方式都不能在關鍵技術的支持下實現。

通過對圖1的觀察分析可知，不同的模塊下所產生的具體作用之間也有著一定的差異性。一是基礎結構模型的設定，主要是為了滿足基礎的工作管理，滿足不基礎的工作設想。對于一些基礎的硬件設備進行管理，對各個模塊進行綜合分析，以此開展基礎框架構建，充分的使用具體的功能，以滿足實際的飛行視景仿真技術要求。三是云仿真模塊，這項模塊的構建是整個系統的核心，需要通過實踐設計檢驗分析，對相關的模擬圖形進行綜合分析，以有效的應用計算機只能管控系統，通過電子計算機的虛擬設計構想，對內部的各項模擬圖形進行構建分析，形成較為完整的管控模式。四是飛機軌道運行模塊，在此過程中通過對不同操作方式下的模擬器工作方式進行分析，以具體的評估數據為支撐，以保證飛行軌道的運行符合既定的工作需求。

圖1

2.2 整體流程的構建

在整個技術有效運作的過程中，在初始階段要對相關的程序進行反復的觀察分析，不同的操作人員進行操作實踐的過程中多數人員對于數據的認識有失偏頗，對于設備操作的掌握力不足，因此就會出現失誤的現象，當出現失誤之后，就不能有效的充分的結合繪制的基礎工作要求，直接對操作程序進行梳理，對于難以及時完成啟動的狀態，也要在工作初期之時就應當完成初始化的資源配置，對于整體流程來說，只有構建完整的工作體系，才能保證后期各項操作的有效性（如圖2）。

圖2

繪制循環是整個程序之中最為重要的部分，在程序運作的過程中，都是通過啟動或關閉這一命令來完成技術操作。在此過程中，通過模塊管理器的使用，每一個模塊都可能會呈現出多種多樣的變化，需要結合真實的仿真感受和飛行軌跡實現三維可視化的功能。

2.3 基礎框架

對于原型系統來說，基礎框架本身的簡約化設計能夠有效地提升工作質量。一是在啟動的過程中，應當提供相應的基礎資源和供圖引擎工作環境，通過模塊管理器的有效使用，分析不同框架的實際結果。而是在繪制的過程中，應當正確的按照繪制循環的實際要求進行，對整個繪制循環的內容進行適當的優化，通過模塊管理器的綜合管理，對不同的模塊環境之中的每一幀內容都進行有效合理的利用。三是在退出之后應當對相關的資源進行清理，以免對其他的模擬操作者構成影響。當程序退出之后，要自行清空場景、銷毀場景，以此有效地提升運作質量。

3 結語

雖然針對飛行視景對仿真技術進行了全面的參數分析，但是仍舊觀察出其中所面臨的多種問題，因此就應當加快對于動態模型的加速升級，分析加速過程中如何提升網格分辨率的方法。天空中的自然環境變化狀態較快，雖然現在部分的技術可以通過粒子系統技術將天空環境進行模擬，但是如何有效的整合空氣中的氣象數據，在實施飛行視景仿真之中構建起一個較為完整的物理系統，仍舊是未來我們應當深入思考的問題。在未來的市場發展下，飛行視景仿真技術也會隨著經濟發展速度的不斷加快而提升，能夠讓飛行器訓練的真實性增加，提升飛行質量，滿足飛行要求。