基于Vega的虛擬戰(zhàn)場對抗仿真應用研究

　3.4 戰(zhàn)場特殊效果

　　在虛擬戰(zhàn)場模擬仿真應用中，經(jīng)常需要模擬出一些特殊的三維視覺效果來增強整個虛擬戰(zhàn)場環(huán)境的感染力和真實性，比如各種火炮武器的開火效果、各種炸彈的爆炸效果、直升機螺旋槳的旋轉(zhuǎn)效果、導彈發(fā)射后飛行時產(chǎn)生的尾氣痕跡等。通常這些效果很難用傳統(tǒng)的多邊形建模技術來實現(xiàn)，一般的解決方案是應用高級的紋理技術或者使用復雜的粒子系統(tǒng)[7]。粒子系統(tǒng)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描述不規(guī)則對象。粒子系統(tǒng)中的每一個粒子都具有形狀、大小、顏色、透明度、運動速度、運動方向、生命周期等相關的屬性。一般而言，創(chuàng)建特定的粒子系統(tǒng)是一個比較復雜的過程，一方面要考慮真實的物理模型和相應的動力學規(guī)律，另一方面需要對粒子的大量屬性分別進行設置。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(nèi)的多種實時三維特殊效果，提供了擴展的粒子系統(tǒng)參數(shù)設置面板，可自定義的粒子參數(shù)包括粒子生命周期、粒子個數(shù)、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(zhàn)場特效的管理和控制應該符合虛擬戰(zhàn)斗態(tài)勢的發(fā)展，所以一般只在特效設置面板中進行初始參數(shù)設置但并不啟用它們，而是在仿真應用運行的過程中根據(jù)實際情況，通過相應的API函數(shù)進行特效控制和參數(shù)調(diào)整。下面是預警機發(fā)動機失效時，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(xù)時間

　　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(xù)時間

　　vgProp( fx_engsmoke, VGFX_DURATION, VGFX_ALWAYS ); // 設置冒煙特效持續(xù)時間

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

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

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

　　 4 仿真結果

　　本文實現(xiàn)的虛擬戰(zhàn)場對抗仿真應用基于NT平臺開發(fā)，使用Visual C++6編譯環(huán)境，在P4 2.4G處理器、512M內(nèi)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程中的屏幕截圖。

　　圖3 多觀察者模式下的仿真效果

　　在多觀察者模式下，用戶可以同時以多種視角來觀察虛擬戰(zhàn)場，如圖3所示：位于屏幕左下角的通道以俯視觀察者的視角顯示，可以縱觀戰(zhàn)場全局態(tài)勢，對戰(zhàn)雙方在虛擬戰(zhàn)場中所處的位置，也會在該通道中分別用紅色和藍色實時的標識出來。屏幕的右側則是一系列輔助觀察者分別用于觀察特定的仿真實體，本文實現(xiàn)的系統(tǒng)可支持最多同時使用五個輔助觀察者，當然也可以是它們的任意數(shù)量的組合。

　　圖4 偵察機引擎發(fā)生故障

　　5 結語

　　在未來戰(zhàn)爭的數(shù)字化戰(zhàn)場，無論是軍事訓練、戰(zhàn)術演練，還是作戰(zhàn)指揮或者戰(zhàn)術論證評估，都需要虛擬戰(zhàn)場可視化仿真來做支撐和保障。本文探討了基于Vege的虛擬戰(zhàn)場可視化仿真應用的方法，重點討論了自然環(huán)境模擬、動態(tài)視點控制、實時路徑導航和基于粒子系統(tǒng)的特殊效果等虛擬戰(zhàn)場環(huán)境生成中的關鍵問題。