模拟器视景产品介绍

tuchooy · 发表于 2024-4-23 20:20:53

模拟器视景产品介绍

模拟器视景系统能够为驾驶员提供实时窗外图像(OTW)、具有较大的显示视场角、极小系统延时；而且能够产生全球地景数据库及模型。如训练所必须的机场、灯光、建筑物、田野、河流、海洋、道路、等地形地貌特征，以及模拟不同的气象条件如能见度、雾、雨、雪，白天、黄昏、夜间的景色和高清晰度的活动目标。

01
视景渲染技术

   视景渲染就是把绘制的3D物体通过可编程流水线绘制在2D的屏幕上的过程。渲染速度表示为FPS或Hz。实时视景渲染为了能够提升渲染效率，渲染分为四个阶段，即应用阶段；几何处理阶段，光栅化阶段，像素化阶段。（推荐《Real Time Rendering 3rd》学习理解）

   由图可以看出，每个阶段还可以细分出自己的子渲染管线。    应用阶段：该阶段的处理是在应用程序内部被处理，如一些游戏引擎渲染时的碰撞检测，物理引擎，加速算法等，这些都是在CPU上处理。该阶段的最后把计算好的渲染对象的顶点，法线，纹理坐标，纹理等内容通过数据总线传递给图形处理器,作为渲染管线进一步处理的源数据。这个阶段的的任务有准备场景数据，如场景中模型，相机，光源等，然后剔除不可见物体，将待渲染物体设置好渲染状态，处理完成之后输出渲染图元（即几何信息），每个渲染图元里包含了该图元所对应的所有顶点数据。
   几何阶段：该阶段用于处理几何绘制相关的阶段，该阶段决定什么图元将被渲染，如何被渲染及渲染在哪，该过程是在GPU中进行计算。该阶段主要处理顶点着色、投影、裁剪和屏幕映射，流程如下：

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顶点着色主要计算每个顶点上的光照效果，将顶点位置，法线，颜色存储在顶点上。投影主要处理坐标系变换问题。裁剪主要对视锥内图元进行裁剪操作，剔除视锥外图元。屏幕映射主要是将图元坐标映射到计算机屏幕坐标系中。光栅化阶段：该阶段主要处理图元的三角形设定和三角形遍历。目的是找出所有图元的所有像素。这里主要处理含有z（深度）和各种渲染信息的二维屏幕空间的点像屏幕上像素点的转换。像素化阶段：该阶段主要使用插值来处理每个像素的着色计算，因为光栅化阶段只是把顶点渲染到屏幕上，在三个顶点组成的三角片元中未覆盖的像素要进行插值处理。

02
视景生成系统

广义视景系统包括：视景生成系统、投影系统和视景显示系统。视景生成系统包括图像生成软件（IG）、视景数据库和硬件配置图像计算机，其中视景数据库包括：卫星图片、高程数据、纹理特征、矢量数据、城市模型、机场模型、目标模型等。

03
国内外视景产品介绍

目前主流飞行模拟器视景系统有Rockwell CollinsEP-8000，EP-8100，RSI RS200，CAETropos II/200，Tropos 6000XR，Maxvue+/180等。此外还包括商业平台视景产品，例如FSX、P3D、xplane等。

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