基于OpenGL的飞行模拟器图形仪表设计

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1、王述运1，林亚军1，吕明2，郭建光2(1.海军飞行学院模拟中心，葫芦岛125001；2.海军飞行学院教研部，葫芦岛125001)摘要：针对某型飞机飞行模拟器仪表仿真的特点，提出了一种在Windows平台上采用VisualC++6.0开发基于OpenGL的图形仪表的方法，运用OpenGL纹理贴图技术实现了图形仪表的绘制。实际应用证明，该方法圆满完成了航空仪表的仿真，降低了飞行模拟器的整体研制费用，取得了良好的飞行训练效果。关键词：OpenGL；纹理贴图；仪表仿真；图形仪表；飞行模拟器DesignofGraphicInstrumentBasedonOpenG

2、LforFlightSimulatorWANGShuyun1,LINYajun1,LVMing2,GUOJianguang2（1.DepartmentofSimulatingNavyFlyingAcademy,Huludao125001;2.DepartmentofTeachingNavyFlyingAcademy,Huludao125001)Abstract:Accordingtothecharacteristicsoftheinstrumentsimulationofacertainaircraft,thearticleintroducesadesi

3、gnmethodofgraphicinstrumentwhichisbasedonOpenGLanddevelopedwithVisualC++6.0underWindowsplatform.ThegraphicinstrumentwasdrawnbyusingthetexturemappingtechnologyofOpenGL.Thepracticalapplicationsindicatethatthismethodiscompletelysuccessfulinthesimulationofaircraftinstrumentandreduced

4、thedevelopmentcost.Goodeffecthasobtainedinflighttrainingbyusingit.Keywords:OpenGL;texturemapping;instrumentsimulation;graphicinstrument;FlightSimulator1引言航空仪表是人与飞机的交互界面，为飞行员提供飞机的高度、空速、升降速度、航向、姿态以及发动机的工作状态等信息。在实际飞行中，特别是在复杂气象条件下飞行时，航空仪表的地位尤为重要。同时“仪表飞行”也是飞行训练的一个重要课目。因此，在飞行模拟器的设计过程中，

5、仪表仿真系统的设计是影响飞行模拟器性能指标的关键因素之一。对于飞机实装仪表，既有机械式和电气式，又有模拟电路电子式，具有制作精密、原理及结构复杂、控制信号多样化、成本高等特点，很难直接应用到飞行模拟器。另一方面，随着计算机软硬件技术的飞速发展，虚拟现实技术得到了越来越广泛的应用[1]。虚拟仪表又称图形仪表，它是用计算机模拟生成各种仪表表面，动态模拟实装仪表的指示情况，具有可移植性高，开发、维护费用低，技术开发周期短等特点。在某型飞机飞行模拟器的研制过程中，根据任务要求，在对座舱结构、仪表布局特点和需求进行分析的基础上，结合现代仿真技术以及研制经费等综合因

6、素的考虑，采用图形仪表技术实现部分航空仪表的仿真。在此给出了一种在Win－dows平台上采用VisualC++开发基于OpenGL的图形仪表的方法。于操作系统，有着强大的图形功能和良好的跨平台移植能力，具有可靠性高、可扩展性强、伸缩性好、灵活性强、易用等特点。OpenGL实现二维和三维的高级图形技术，在性能上表现得异常优越，它包括建模、变换、颜色模式设置、光照与材质设置、双缓存动画以及更先进的能力，如纹理映射、物体运动模糊等。OpenGL的这些能力为实现逼真的三维渲染效果，建立交互的三维景观等提供了优秀的软件工具。3图形仪表设计方案在此所讨论的图形仪表系

7、统包括图形仪表计算机、显示驱动卡、图形仪表显示器和模拟仪表板。图形仪表的显示信息来自飞行模拟器的主控计算机，因此系统需要在不同计算机之间进行参数传输，网络通信是必不可少的条件。本系统采用的是客户／服务器结构的应用程序，这种结构非常适用于分布式处理的计算机网络环境。由于系统是面向PC机平台的应用，因此采用基于TCP/IP协议的Winsock接口实现网络间的数据传输。图形仪表计算机完成对图形仪表的驱动和数据通信，主要包括网络数据接收、数据处理和仪表驱动等功能模块。为增加图形仪表的逼真效果，设计了模拟仪表板，系统结构框图如图1所示。3.1软件开发图形仪表软件的

8、开发平台由Windows2000/NT、MicrosoftVisualC++6.