【第一期】虚拟仿真技术介绍

虚拟仿真是使人沉浸在三维合成环境中进行学习体验的仿真应用。虚拟仿真的基本原理是利用能反映现实情况的第一人称交互场景来开展训练、实验和研究。

虚拟载具类型1 虚拟仿真应用1.1 训练

在使用实装开展训练太昂贵或太危险的情况下，虚拟仿真比现场训练更可取。虚拟仿真还为创建现实世界中难以设置的训练场景提供了可能性。

1.2 进行研究和实验

例如，研究人员使用高级驾驶模拟器来研究在分心或受影响时驾驶员的反应。

1.3 发展战术、技术和流程(TTPs)

虚拟仿真可用氯化聚乙烯于开发和测试新的战术、有效的技术和安全的操作流程。

1.4 人机系统集成

原型系统可以使用虚拟仿真快速创建，对开发中的新系统在人为因素方面进行测试。研究人员使用虚拟和实时模拟来评估工作量，设计用户和物理接口，并在不同的条件和压力源下进行实验。

1.5 测试

仿真可以在更经济、更广泛的条件下对新系统进行初始测试。飞机制造商使用工程飞行模拟器来测试实际的飞行系统和控制接口。飞行测试程序可以依靠模拟器进行大量系统和集成测试，同时也可为飞行测试人员准备各种飞行测试练习，从而节省成本，降低风险。

1.6 研究和开发

虚拟仿真器通常被用于确定新设备是否会对车辆或飞机的安全性、生存性和性能有所提升。

在装甲车辆周围增加摄像头和传感器将如何提高态势感知能力？

2 了解组件以及如何提升模拟的整体逼真度

虚拟模拟器所需的保真度取决于学习目标、研究目标、测试标准和训练任务。

例如，培养飞行器驾驶手感和学习如何与控制塔沟通所需要的保真度是完全不同的。前者需要一个具有运动平台和高响应性视觉系统的高逼真度模拟器，而后者通过桌面飞行模拟器即可。

虚拟模拟器

我们将对虚拟模拟器的基本组成部分开展逐一研究，探索各个部分的关键因素，以及他们是如何有机组合在一起的。

2.1 用户界面

用户如何与模拟实体进行交互；

2.2 实体

模拟车辆或人的行为，并驱动图像生成(IG)；

2.3 图像生成

在用户界面中绘制虚拟世界的场景；

2.4 地形

构建虚拟3D世界的数据库；

2.5 其他组件

填充虚拟世界的活动；

2.6 网络

将所有模拟连接在一起。

无论你的经验水平如何，这都将是一个有趣且信息丰富的旅程。

仿真之旅第一站

3 用户界面用户界面

用户界面 ，也称人机界面，是虚拟模拟器的物理设备部分，使用户能够控制模拟器并从模拟环境中获得反馈。

用户界面连接并控制模拟实体，而图像生成创建虚拟世界的视图并将它们提供给用户界面中的显示器。

3.1 控制

用户的控制方式可女生短发发型以像键盘和鼠标、触摸屏或游戏控制器一样简单；也可以像真实载具的模拟设备一样复杂。

键盘和鼠标

键盘和鼠标：最简单的控制器。“加速”和“减速”、“左转”或“右转”、“鸣笛”等控制功能可以映射到键盘按键、鼠标点击和鼠标移动。优点是可采用普通计算机硬件，成本低。

游戏控制器

游戏控制器：游戏控制器拥有使用拇指操作的四向控制键、扳机和按钮，或是其他载具专有的操控装置，如方向盘或飞行杆和油门踏板等。这些控制器可以放在或夹在桌子上，使控制器能更好地体现模拟载具的操作。

人体工程学控制

人体工程学控制：该种控制器更符合人体工程学。控制器增加了支架，使自身的位置更加正确。

虚拟座舱

虚拟座舱：最强大的控制器。界面上的所有控制功能都被正确地映射在控制器上，控制器也被正确地安置在包含所有仪器和显示器的座舱中，使其看起来和感觉上与正在模拟的实际载具一样。

模拟设备

这天神乱漫种界面极其逼真，其操控符合人体工程学且外观和手感都趋近真实日产日本官网，给人一种身临其境的感觉。

用户界面的真实度直接反映了模拟器整体的逼真度。

界面中需要提供必要的控制和反馈，以达到培训目标，而无需额外的成本。

3.2 反馈

反馈是指从模拟环境中反馈给学员的刺激。在五种感官中，视觉、触觉和听觉尤为重要。

01 视觉

到目前为止，视觉反馈是最重要的，因为它提供了模拟环境的基本视图和理解。我们将视觉反馈分为两个部分：视觉场景的生成，我们将在图像江南西生成部分进行讨论；以及将这些场景呈现给用户的显示设备。

显示器

头戴式显示器的独特之处在于，它们使用相对较少的像素，通过将显示器绑在用户整形失败头上，根据用户头部指向显示图像，来呈现一种身临其境的体验。

尽管头戴式显示器已经在模拟和仿真行业使用了20多年，但人们对虚拟现实(VR)的兴趣又复苏了，很大程度上是因为技术的进步，如OculusRift和HTCVive。

02 触觉

键盘和鼠标不能提供任何触觉反馈。游戏控制器可以根据模拟中产生的震动提供些许反馈。逼真的模型可以提供对推拉阻力的控制，从而更准确地模拟真实设备。

最高端的是直接使用真实的设备或其仿制品，旨在提供特定载具的正确感觉。你可以想象，它们越逼真，对特定载具的控制模拟越多，成本也就越高。

无反馈震动压力精准的压力

触觉的另一部分是整个身体（或汽车底盘）的运动

无运动简单运动平台全座舱运动平台

界面的逼真程度应该与学习目标相匹配。一个完鬼窝全沉浸式的驾驶舱是练习飞行手感所必须的。

符合人体工程学的模拟器使复杂的演习训练更加真实。游戏控制器可能适用于部分任务训练，其学习集中在传感器或武器系统。鼠标和键盘可能是一个暂时控制CGF模拟载具的角色玩家的完美选择。

03 听觉

声音是提升沉浸感的重要要素。例如，汽车喇叭、警报笛以及靠近车辆的行人声，使得驾驶模拟变得更加真实。

环境声音声音标志聊天通信

模拟可能需要3D空间声音，越近的声音越响，声音的方向提供重要的空间线索。或者是警示音，它们可能来自真实载具和模拟器中的单个扬声器。

4 实体实体

实体韩桑林模拟 （也称为载具模拟或虚拟玩家）是对用户所控制的载具或人类角色的模拟。实体模拟需要对实体的运动动力学、传感器、武器等子系统进行建模。

从用户界面中获取控制输入，执行实体内部计算车辆/角色的变化，并与其他实体或环境进行交互。

所有这些变化都将呈现给图像生成和其他反馈系统，这样用户就能看到、听到并沉浸在环境中。

车辆/人的状态和新的事件也可以通过网络进行交互，以便其他联机成员可以在他们的环境视图展示这个模拟。

实体模型计算，或使用图像生成计算，与地形交叉计算，以确定车辆/人是否碰撞到任何东西或能否看到英文美文其他实体。

4.1 动力学-物理与效果动力学-郑州职业技术学院怎么样物理

车辆或人物在虚拟环境中的移动方式是由其动力学决定的。无论是基于定性效应的模型还是基于物理的模型，其逼真度在很大程度上与建模的因素/参数的数量和模型的复杂性有关。

基于物理的模型考虑车辆的物理特性(质量、刚度等)和施加于其上的力(推力、摩擦、风、升力、阻力等)来模拟其行为。

物理模型可以获得更高的逼真度，能更精确地操纵车辆暹罗之恋或人，但代价是复杂性和计算负载。

让我们以汽车为例：与“前进”输入相比，物理模型可能采用“更多动力”输入来提高发动机转速，从而将扭矩施加到车轮上，车轮必须克服摩擦才能确定汽车如何加速。

为使基于物理的模型更有用，它必须被正确建模，这增加了建模工作的成本和复杂性。

动力学-效果

基于效果的模型，对车辆质量和数量建模，以给出其正确的行为效果。这些模型可以非常逼真，计算效率也非常高。

例如，一组车辆模型可以接受“前进”、“左转45度”、“停止”等运动输入。它们的运动可以受到一组参数的限制，如最大速度、最大转弯速度和停止速度。

有了这些简单的参数，模型可以加速车辆，直到它达到最大速度，这种保真度足以制表格设计作一个不错的模拟器。通过在模型中添加因子，可以提高模型的保真度。

例如，模型可以使用地面化学实验室安全类型来限制速度：max_speed = 光圈范围vehicle_max_spe黑檀ed * soil_t红衣男孩事件ype_mobility_factor。

需求决定模型。

飞行模拟

如果模拟器的目的只是为了控制作为射击目标的CGF实体，或者驾驶舱训练程序的目的只是飞行，那么基于效果的模型可能就足够了。

飞机模型

要正确地模拟直升机的运动物理模型可能需要一个机枪手模拟器，因为机枪手的目标移动很复杂。

如果模拟器是为新设计飞机的实时飞行测试做准备，那么肯定需要物理模型，而且可能需要根据被测试飞机的具体性能特征进行验证。

0长裙怎么搭配1 武器、传感器和其他子系统模型

武器、传感器和其他子系统模型

“实体”模拟还负责模拟武器、传感器和车辆上或由人类角色携带的任何其他子系统。这些系统的保真度可以与运动动力学相同，也可以不同，这取决于模拟器的用途。

在训练空中操作时，飞行模拟器可能有基于物理的飞行模型和基于效果的武器模拟。或者相反地，一个武器系统训练器可能有一个基于效果的飞行模型和一个恐怖百科基于物理的武器模拟。

02 模拟状态网络同步

模拟状态网络同步

在分布式仿真环境中，每个模拟器负责计算对自身的损害，并通过网络将状态同步到世界电影节其他模拟器。

文章来源MAK Technologies公司，内容较多将分4至5期翻译完全部内容。

MAK Technologies丨来源

Dan Brockway丨作者

Design & Illustration丨插图

九硕智治疗银屑病能丨翻译