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    作者：郑长伟 张小超  （装甲兵工程学院装备作战室）

    摘要 炮兵射击训练系统是一套可以部分替代实弹射击的即可以实现迫击炮指挥员训练又可以实现迫击炮操作训练的实时模拟仿真系统。本文从真实地形仿真、二维图片视景显示、海浪仿真、三屏同步、粒子爆炸效果等方面论述该系统在野战战场环境视景仿真所采取的技术措施。

    1 引言

    火炮实弹射击训练不同于轻武器射击训练，需要有足够大的场地和大量训练经费的支持，尤其是远程火炮或超远程火炮的实弹射击训练，更增加了训练的不安全性。迫击炮射击训练模拟系统就是综合运用多种仿真技术，在室内模拟出野外战场环境、野战射击环境。受训人员可以根据模拟观察所的观察景象和模拟火炮的射击效果按照各种决定诸元方法及射击法则指挥射击，并将作业数据输入到模拟系统，进行智能化成绩评定。该模拟训练不受天候、场地和时间的限制，既可大大节省训练经费，又能保证迫击炮射击训练质量，有利于迫击炮射击训练的规范化，提高院校教学和部队训练的效果。

    2 系统简介

    2.1 系统组成

    迫击炮射击训练模拟系统由教员控制台（1 台主控计算机和3 台三维图形实时生成计算机联网）、6 门模拟迫击炮、1 部模拟测距机、72 个MX-01 型迫击炮射击训练作业盒和3 个投影仪。相互之间通过实时通信技术、串口通信技术和A/D、D/A 技术相互连接，实现信息交互。

图1 间瞄火炮射击训练模拟系统结构

    2.2 视景系统组成

    视景系统3 台图形生成计算机、3 个投影仪和一个2×9m2 的大屏幕（由3 个2×3m2 的屏幕拼接而成）组成。图形生成计算机用于弹道计算；各种地形、目标和射击效果的显示；实时生成间瞄火炮射击观察所的观察视景，通过3 个投影仪组成的视景显示系统输出到三屏拼接的投影屏上，构成野外战场环境。

    为了满足迫击炮射击训练模拟系统的实时性和真实感的要求，其图形生成采用三维实时视景仿真技术生成的三维实时虚拟野外战场环境，共有陆地和海上两类10 个不同的地形场景。本文将就构成野外战场环境使用的视景仿真关键技术展开讨论。

    3 视景关键技术

    3.1 三维实时视景仿真技术

    本套系统的视景显示采用三维实时视景仿真技术生成的三维实时虚拟场景，可实时更换观察所位置、观察方向，实时显示战场动态变化。使用GeForce Ti4600 图形加速卡，Windows 2000 操作系统，Visual C++ 6.0 编程软件，OpenGVS 4.3 视景驱动软件，MultiGen Creator 三维建模软件。野战战场共有陆地和海上两类10 个场景, 陆地场景用MultiGen Creator 建模，海上场景用OpenGL 底层函数绘制。为了满足大观察视野的要求，采用投影在一个2×9m2 的大屏幕（由3 个2×3m2 的屏幕拼接而成）上显示野战战场视景，水平视场角为1200 密位（72°），高低视场角为300 密位（18°）。

    3.2 真实地形仿真技术

    仿真训练毕竟不能完全代替现地训练，为了使仿真训练与现地训练紧密结合最好的方法就是使用现地地形作为仿真训练的地形。生成真实地形的技术很多，目前大多采用数字地面模型(Dig-italTerrainModel,DTM)来生成， DTM 是描述地面诸特征在空间分布的数值序列，建立三维可视化地形模型所需的数据都可以归入DTM 的描述范围。随着日益丰富的各种遥感、测绘方法及其技术水平的提高，地形建模也较之从前有了更好的数据支持，利用现有的DEM、GIS、DTED 等地形高程数据即可生成三维地形。但该方法也存在许多问题：首先，原始资料的成本太高。如果研究地区有航片，可以购买航片，如果没有航片，临时航飞代价太高。其次，对软硬件要求较高。

    实际中，最便利的三维地形生成方法就是利用等高线地图来生成三维地形。通过矢量化等高线地图，赋与高程值并在此基础上进行插值计算，可以将其转化为与所用的地形生成软件格式相符合的数字高程模型。首先等高线地形图经过扫描成为电子图像，再经过断点续连、去除污点等图像预处理，生成较为清晰的二维地形图像。然后使用自行编写的软件