基于Vega的虛擬戰場(chǎng)對抗仿真的應用研究

　3.4 戰場(chǎng)特殊效果

　　在虛擬戰場(chǎng)模擬仿真應用中，經(jīng)常需要模擬出一些特殊的三維視覺(jué)效果來(lái)增強整個(gè)虛擬戰場(chǎng)環(huán)境的感染力和真實(shí)性，比如各種火炮武器的開(kāi)火效果、各種炸彈的爆炸效果、直升機螺旋槳的旋轉效果、導彈發(fā)射后飛行時(shí)產(chǎn)生的尾氣痕跡等。通常這些效果很難用傳統的多邊形建模技術(shù)來(lái)實(shí)現，一般的解決方案是應用高級的紋理技術(shù)或者使用復雜的粒子系統[7]。粒子系統的基本思想是，采用大量的、具有一定生命和各種屬性的微小粒子圖元作為基本元素來(lái)描述不規則對象。粒子系統中的每一個(gè)粒子都具有形狀、大小、顏色、透明度、運動(dòng)速度、運動(dòng)方向、生命周期等相關(guān)的屬性。一般而言，創(chuàng )建特定的粒子系統是一個(gè)比較復雜的過(guò)程，一方面要考慮真實(shí)的物理模型和相應的動(dòng)力學(xué)規律，另一方面需要對粒子的大量屬性分別進(jìn)行設置。Vega特殊效果模擬模塊[8]預制了包括爆炸、煙霧、導彈尾跡在內的多種實(shí)時(shí)三維特殊效果，提供了擴展的粒子系統參數設置面板，可自定義的粒子參數包括粒子生命周期、粒子個(gè)數、粒子源及其發(fā)射模式、粒子速度分布和各種速度矢量等。

　　戰場(chǎng)特效的管理和控制應該符合虛擬戰斗態(tài)勢的發(fā)展，所以一般只在特效設置面板中進(jìn)行初始參數設置但并不啟用它們，而是在仿真應用運行的過(guò)程中根據實(shí)際情況，通過(guò)相應的API函數進(jìn)行特效控制和參數調整。下面是預警機發(fā)動(dòng)機失效時(shí)，應用程序控制特殊效果的部分代碼：

　　vgProp(fx_trail, VGFX_DURATION, vgGetTime()-vgGetFxTime(fx_trail1,VGFX_STARTTIME) +1.0 ); // 設置預警機引擎尾氣特效的持續時(shí)間

　　vgProp( fx_airhit, VGFX_STATE, VG_ON ); // 啟用預警機引擎閃光特效

　　vgProp( fx_engburn, VGFX_STATE, VG_ON ); // 啟用預警機引擎燃燒特效

　　vgProp( fx_engsmoke, VGFX_STATE, VG_ON ); // 啟用預警機引擎冒煙特效

　　vgProp( fx_engburn, VGFX_DURATION, VGFX_ALWAYS ); // 設置燃燒特效持續時(shí)間

　　vgProp( fx_engsmoke, VGFX_DURATION, VGFX_ALWAYS ); // 設置冒煙特效持續時(shí)間

　　vgFxTime( fx_airhit, VGFX_STARTTIME, VGFX_NOW ); // 立即執行閃光特效

　　vgFxTime( fx_engburn, VGFX_STARTTIME, VGFX_NOW ); // 立即執行燃燒特效

　　vgFxTime( fx_engsmoke, VGFX_STARTTIME, VGFX_NOW ); // 立即執行冒煙特效

　　 4 仿真結果

　　本文實(shí)現的虛擬戰場(chǎng)對抗仿真應用基于NT平臺開(kāi)發(fā)，使用Visual C++6編譯環(huán)境，在P4 2.4G處理器、512M內存、GeForceFX 5700圖形卡的硬件配置條件下可以流暢的運行，圖3-5為仿真應用程序運行過(guò)程中的屏幕截圖。

　　圖3 多觀(guān)察者模式下的仿真效果

　　在多觀(guān)察者模式下，用戶(hù)可以同時(shí)以多種視角來(lái)觀(guān)察虛擬戰場(chǎng)，如圖3所示：位于屏幕左下角的通道以俯視觀(guān)察者的視角顯示，可以縱觀(guān)戰場(chǎng)全局態(tài)勢，對戰雙方在虛擬戰場(chǎng)中所處的位置，也會(huì )在該通道中分別用紅色和藍色實(shí)時(shí)的標識出來(lái)。屏幕的右側則是一系列輔助觀(guān)察者分別用于觀(guān)察特定的仿真實(shí)體，本文實(shí)現的系統可支持最多同時(shí)使用五個(gè)輔助觀(guān)察者，當然也可以是它們的任意數量的組合。

　　圖4 偵察機引擎發(fā)生故障

　　5 結語(yǔ)

　　在未來(lái)戰爭的數字化戰場(chǎng)，無(wú)論是軍事訓練、戰術(shù)演練，還是作戰指揮或者戰術(shù)論證評估，都需要虛擬戰場(chǎng)可視化仿真來(lái)做支撐和保障。本文探討了基于Vege的虛擬戰場(chǎng)可視化仿真應用的方法，重點(diǎn)討論了自然環(huán)境模擬、動(dòng)態(tài)視點(diǎn)控制、實(shí)時(shí)路徑導航和基于粒子系統的特殊效果等虛擬戰場(chǎng)環(huán)境生成中的關(guān)鍵問(wèn)題。