一、系統概述
某司旗下的潛艇作戰三維視景仿真系統是在潛艇作戰仿真基礎上,以三維視景的方式對潛艇作戰過程進行實時逼真直觀的演示,將作戰過程中出現的潛艇、艦艇、導彈、魚雷、直升機等實體的運動軌跡和姿態進行可視化顯示。操作人員可以靈活地控制觀看視點,對潛艇作戰過程獲得真實直觀的感受,從而為戰術推演、作戰訓練、模型驗證和武器裝備論證提供經濟有效的手段。
二、核心功能
(一)海況環境仿真
能夠實現全球范圍內,海洋及大氣環境數據仿真,重點包括:
全球范圍水深數據三維模型建模及渲染;
全球范圍(網格)表層溫鹽數據模型仿真。
(二)航路航跡規劃管理仿真
實現潛艇及水面艦艇航行線路規劃,自主導航,航行過程仿真模擬。
利用現有數據分析海洋環境對潛艇及水面艦艇編隊航行的影響。
實現效果逼真,能滿足實際仿真訓練的要求。
(三)艦艇模型建模管理
系統內置潛艇和水面艦艇的三維模型,且對模型各子節點實現編程控制,實現目標的實時姿態信息更新,子節點控制。包括武器發射系統、反潛直升機等獨立操縱控制。潛艇及水面艦艇三維實體模型。艦船模型會受環境影響并與環境產生交互。如水面艦船會受海浪影響上下起伏,航行中會產生尾跡,艦船相互發生碰撞等。初步具備態勢分析,可實時分析、顯示當前選中假想敵艦船的反導、反潛能力,形成作戰方案。系統內置潛艇和水面艦艇的三維模型,且對模型各子節點實現編程控制,實現目標的實時姿態信息更新,子節點控制。包括武器發射系統、反潛直升機等獨立操縱控制。
(四)試驗規劃仿真管
戰術規劃仿真系統對于提高艦艇作戰的生存性和完成任務的有效性具有重要意義,對于研究現代作戰任務規劃和管理系統結構給出了信息融合、態勢評估和任務規劃及各子系統實現方法。
(五)武器系統
水面艦船火炮及導彈發射,反潛直升機起飛。
水下魚雷發射的全過程模擬。魚雷艙開啟,魚雷發射,在水下行進路徑的渲染以及洋流海浪對魚雷的影響。
導彈發射過程模擬,重點實現導彈從潛艇發出在水中的運行效果以及出水后,發動機點火飛行的效果模擬。
(六)光照模擬
光照模擬,對自然光線進行模擬,依據設定參數,可調節太陽角度,實現早晨、中午、傍晚、夜晚等任意時間段的仿真模擬,并且對環境的明暗、陰影、海面的光照反射等產生影響。
(七)天氣模擬
天氣模擬,實現小雨、雷雨、暴雨、小雪、大雪等自然天氣的仿真模擬,具體參數可自定義。
三、系統特點
以真實海洋為參考,制作接近真實效果的海洋效果,在場景遍歷時也可看到海底地形的高低起伏以及海面明暗變化。三維場景中的模型在地圖縮放時按比例進行縮放。
利用3DMax、Creator等建模工具建立細致真實的實體(潛艇、艦艇、魚雷、導彈等)模型,模型大小、比例、色彩、圖案接近真實。其中根據航行狀態不同(水面狀態、潛望鏡狀態和水下狀態),展示不同航行狀態的潛艇三維模型。
海洋有動態的波浪起伏,且海洋的顏色比較逼真。通過界面控制在不同海況條件下海洋中的波浪起伏的幅度,并根據波浪起伏情況在海面上產生浪花。
在場景中展現比較真實的爆炸效果和爆炸后的焰火效果。在場景中展現飛機、導彈、魚雷等實體經過位置與經過時的姿態的尾跡效果。在場景中展現艦艇和潛艇水面航行時的尾跡效果。
用戶可通過對鍵盤和鼠標的操作實現在三維場景中的漫游、切換跟隨的實體、更改與跟隨實體的觀察距離與角度等。通過菜單選項或控制面板進行“自由觀察”、“跟隨觀察”以及“定點觀察”等視點觀察方式的設置。
系統設計符合行業規范,頁面簡潔、美觀,內容層次分明,并易于使用。
四、系操作模式
(一)視點操控
可實現多種視點方式,包括全局漫游(在場景中使用鼠標和鍵盤隨意漫游)球面自由旋轉(以視景仿真對象的三維模型為中心,使用鼠標或鍵盤操縱視點在任意半徑的球面內的任意位置進行觀察).穩態跟隨(跟隨觀察物體運動)、全局俯視(在場景中某一高空位置向下俯視,能夠觀察到全局的態勢)等。
(二)航跡規劃
航行線路規劃,潛艇航行仿真。實現潛艇及水面艦艇航行線路規劃,自主導航,航行過程仿真模擬。利用現有數據分析海洋環境對潛艇及水面艦艇編隊航行的影響。實現效果逼真,能滿足實際仿真訓練的要求。實現時間同步,并同步想定航線各狀態點實時狀態。
(三)接收數據模擬,試驗想定模擬
系統實現戰術想定模擬功能,完成戰術對象實體、動作和事件的設計組合,實現各種戰術規劃模擬。
(四)實體數據模擬
系統實現對艦艇數量、方位、坐標、速度等各類實體數據的模擬功能。實體包含空間屬性、物理屬性、動作和觸發器等多種屬性組件,實現全方位的實體復現。
(五)動作數據模擬
系統實現對各類實體的各類動作的模擬功能(如前進、下潛、轉彎、開火等)。動作姿態實時更新,包括運動狀態、運動路線和多單位同步運行等,實現動作狀態的精確模擬。
(六)事件數據模擬
系統實現對各種運行事件及觸發器的模擬功能(如速度上限、前方障礙物、中彈、生命值剩余、機械損傷等)。事件包含量化屬性、類型等多種屬性組件,實現運行狀態條件的動態觸發。