Системы визуализации тренажеров транспортных средств
Одной из областей применения компьютерной графики является тренаже-ростроение.
Тренировка космонавтов, пилотов, операторов сложных систем на реальных установках и в реальных условиях слишком дорога, а часто и очень опасна. Альтернативой этому является создание имитационно-тренажерных комплексов, которые в максимально возможной степени приближены к реальным установкам и позволяют тренирующимся приобрести правильные и устойчивые навыки. Одним из важнейших компонентов имитационно-тренажерных комплексов являются системы визуализации (СВ) тренажеров транспортных средств [20-23]. К СВ авиатренажеров предъявляются особые требования [24,25]:
- достаточно подробная виртуальная модель объектов, а также окружаю-щей среды (небо, звезды, водная и земная поверхность и т.д.);
- хорошее качество визуализации, без ступенек на границах объектов, без исчезновения или мигания мелких деталей (антиалиайсинг);
- работа в реальном режиме времени, т.е. визуализация сцены со скоро-стью не менее 30 кадров в секунду;
- имитация погодных условий (дождь, снег, дымка, туман);
- имитация приборов и специальных средств наблюдения;
- имитация реальных условий работы, включающих помехи, засветки, блики, световые и теневые эффекты и т.д.
Первые цифровые СВ были разработаны в конце 60-х годов компанией General Electric (NASA II) [26]. Система NASA II основаны на системах скани-рующей строки, разработанных в университете штата Юта в конце 60-х годов. Некоторые из этих систем могли отображать 1000 или более полигонов в ре-альном времени, но все использовали простые модели освещенности и обеспечивали невысокую реалистичность. Система NASA II имела архитектуру «процессор на каждый примитив». Каждый из ее процессоров разлагал в растр один полигон на частоте развертки изображения. Использовался алгоритм сортировки по глубине (depth-sort), который является алгоритмом прямого трассирования. Дальнейшее развитие СВ в основном пошло по пути увеличения реализма сцены и уменьшения отвлекающих внимание визуальных несоответствий путем внедрения таких особенностей, как антиалиайсинг, туман и дымка, точечные источники света, облака и фильтрованные текстуры. При этом степень детализации отображаемой сцены практически не изменялась. Например, СВ фирмы Evans & Sutherland (1989 г.) ESIG-1000 позволяла отображать всего лишь 2300 полигонов при частоте смены кадров изображения 60 Гц [27]. Большие усилия многих компаний, в числе которых Evans & Sutherland, направлены на разра-ботку новых и улучшение существующих проекционных систем авиационных тренажеров [28].
Вся работа доступна по ССЫЛКЕ
