Д.Г. Булычев,
(ФГУП "НИИ Авиационного оборудования", г. Москва)
Целью данной работы являлось создание ряда программных компонентов для упрощения разработки различного рода программ визуализации. Также предполагалось на основе этих компонентов создать полноценную систему визуализации авиатренажера, включающую в себя визуализатор закабинной обстановки летчика, имитаторы приборного оборудования и других систем авиатренажера.
Основные особенности созданного программного пакета:
• Высокая производительность графической подсистемы программы. Приблизительная производительность вершинных трансформаций -30 000 000 вершин в секунду при разрешении 1024x768 пикселов (данные для видеокарты ATI Radeon 9800 для программы имитации закабинной обстановки).
• Высокая частота смены кадров (не менее 80 кадров/ сек).
• Низкие системные требования. Процессор - 1 гГц, видеокарта -Radeon 9500 с 32 mb памяти или аналоги (для программы имитации закабинной обстановки).
• Поддержка современных возможностей видеокарт, таких, как
"рендеринг в текстуру", полноэкранное сглаживание, анизотропная фильтрация, шейдеры и т.д.
• Поддержка мощнейшего языка написания шейдеров - GLSL.
• Реализация реалистичных спецэффектов: бликовое освещение,
вода с эффектом отражения и рябью, облачность различной интенсивности, атмосферные явления и т.д.
• Удобство архитектуры программы для внесения в нее модификаций и расширения функциональности.
• Возможность быстрого создания других вариантов местности и визуальной настройки параметров моделирования.
• Единая среда разработки всего комплекса визуализации авиатренажера, включая имитатор закабинной обстановки, виртуальные приборные доски, сервисные и вспомогательные программы.
• Сравнительно небольшая стоимость авиатренажера, созданного с использованием данного программного пакета.
Этапы работы:
1. разработка высокоуровневых надстроек над драйвером видеоаппаратуры;
2. разработка вспомогательного программного обеспечения;
3. обобщение исходных данных для построения визуальной модели местности;
4. разработка на основе п. 1,2 ряда программных моделей для визуализации закабинной обстановки летчика;
5. разработка программного интерфейса для управления моделями п.4 в рамках архитектуры клиент-сервер;
6. оптимизация программы, направленная на увеличение быстродействия;
7. улучшения зрительного восприятия и реализма за счет введения в программу ряда спецэффектов;
8. разработка ПО для имитации приборных досок летательных аппаратов;
Среда разработки программы.
1. Microsoft Visual Studio 2005 - основная среда разработки программы имитации закабинной обстановки.
2. Borland Builder 6 -данная среда для разработки использовалась для написания вспомогательного ПО, а также ПО для имитации приборных досок летательных аппаратов.
3. OpenGL 2.0 - промышленный кроссплатформенный интерфейс для программирования графики.
4. ATI Render Monkey- среда разработки шейдеров от фирмы ATI. Язык программирования шейдеров - GLSL.
В результате разработки были созданы:
библиотека классов, упрощающая разработку 3D- приложений;
- программа работы с 3D - моделями;
- сервер настройки системы визуализации;
- программа имитации визуальной обстановки;
- виртуальная приборная панель левого пилота вертолета МИ - 8.
Результаты разработки были протестированы на компьютерах с различными конфигурациями, показав высокое быстродействие и хорошее качество визуализации.
В настоящее время данные программы используются в системе визуализации авиатренажера, тестировались с привлечением летчиков и заслужили положительные оценки с их стороны.
Задел по данному направлению позволяет использовать предлагаемую технологию не только для визулизации в рамках авиатренажеров но и в любых других программах, использующих 3D-графику.
|
