飛行仿真系統虛擬儀表關鍵技術探究

摘" 要：該文研究基于增強現實（AR）技術和圖形渲染技術的飛行仿真虛擬儀表系統。利用實時光線追蹤技術和高精度圖像渲染算法，顯著提升虛擬儀表的視覺真實感。結合AR技術，飛行員能夠在仿真環境中實時獲取動態調整的飛行信息，并通過手勢識別和語音控制實現交互式操作。研究結果表明，AR與圖形渲染技術的結合在提高飛行仿真系統的真實感、操作便捷性和安全性方面具有顯著優勢，為飛行訓練和飛行器設計提供新的發展方向。

關鍵詞：飛行仿真；增強現實；圖形渲染；虛擬儀表；交互式操作

中圖分類號：TP391.9" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2024）33-0013-04

Abstract： This paper studies a flight simulation virtual instrument system based on augmented reality（AR） technology and graphics rendering technology. Use real-time ray tracing technology and high-precision image rendering algorithms to significantly improve the visual realism of virtual instruments. Using AR technology， pilots can obtain dynamically adjusted flight information in real time in the simulation environment， and realize interactive operations through gesture recognition and voice control. The research results show that the combination of AR and graphics rendering technology has significant advantages in improving the realism， operational convenience and safety of flight simulation systems， providing a new development direction for flight training and aircraft design.

Keywords： flight simulation; augmented reality （AR）; graphics rendering; virtual instrument; interactive operation

飛行仿真系統是飛行員培訓、飛行器設計和評估的重要工具，其中虛擬儀表系統作為關鍵組成部分，對提升仿真系統的真實感和效果至關重要。近年來，隨著增強現實（Augmented Reality， AR）技術和圖形渲染技術的發展，將其應用于飛行仿真虛擬儀表系統中，成為了新的研究方向[1]。AR與圖形渲染技術的結合，為飛行仿真系統帶來了新的突破。盡管已有研究證明了AR和圖形渲染技術在飛行仿真中的潛力，但仍存在一些局限性。首先，大多數研究主要集中在技術可行性和初步應用驗證上，缺乏系統性和大規模的用戶實驗數據。其次，實時光線追蹤技術的計算復雜度較高，對硬件性能要求較高，尚需進一步優化[2]。最后，現有的交互式操作方法雖然提高了操作效率，但在復雜操作場景下的穩定性和準確性仍需改進。本文旨在探討基于增強現實技術和圖形渲染技術的飛行仿真虛擬儀表系統的關鍵技術和應用前景。……