スタンドの視覚化システムを書いたように

まず、最初に、飛行機の外部空間の視覚化システムとは何かを言わなければなりません。 これは、パイロットが飛行機で飛ぶときに見るものを示すプログラムです。 同時に、私は楽器を意味するのではなく、一般的に、キャビン内にあるすべてのものを-「キャビン外スペース」という用語は上記では何も使われていません。 もちろん、部分的には楽器も作る必要がありますが、これは別のはるかに簡単な作業であり、それについて話すことはできません。 狭い意味では、「視覚化」とは正確に外部空間のイメージを指すため、これについて説明します。



以下は、離陸時にパイロットが私のプログラムで見るものの例です。





（それ以降の例はすべて、私のプログラムの実際の視覚化フレームから取られたものです。）



次に、TsAGIで実際に動作する曲技飛行スタンドで視覚化を行い、さらに2回登録済みです。 曲技飛行スタンドは、大まかに言って、他のすべて（胴体、翼など）とは別に取られた飛行機のキャビンであり、4メートルの球体の内側に配置されています。 球体のこの内部の白い表面はすべて私のスクリーンであり、それは視覚化システムのスクリーンです-プロジェクター、私たちの場合、9つの異なるコンピューターからの画像を投影します。私は簡単に言う-視覚化、引用符なし）。 当然、9台すべてのコンピューターでの視覚化は同じですが、異なる構成になっており、大まかに言えば、1つの視野が前方、1つが左、1つが右、もう1つが下、上などです。それらがすべて同じように計算されていることは明らかであり、その投影は同一の点から、オペレータが座って、彼が目から見ているように見える点から、もちろんプロジェクタ自体はそこにありませんが、エンジニアリングがそれらをインストールすることができたさまざまな角度。 合計で、彼らは内側から白い球面全体を照らし、操縦者が実際の飛行でパイロットが見ることができるものすべてをコックピットに座っていることを示します-土地、空、海、都市、川、山、鉄道と高速道路、家、木、ポール、石、車、通り、人々、草、最後に、他の飛行機（例えば敵）、それらの中を飛んでいるロケット、空の雲、霧、太陽、月、地球上の夜明かり、空の星など 原則として、パイロットが見ることができるすべてのことは、視覚化によって表現されるべきです。 これがその意味です。



たとえば、ここに私のプログラムの軍事キャンプの一部を示します。





フライト自体は私の懸念ではない、つまり視覚化システムの懸念ではないことを付け加えなければなりません。 すべてのブースにホストコンピューターがあります：ブース全体を制御し、同期を設定し、視覚化およびその他のコンピューターにすべての基本的な現在の情報-平面の座標（飛行する場所）、方向の角度（飛行する場所、見る場所）、すべてのパラメーターを提供するのはホストコンピューターです制御など（航空機の空力、重量と慣性、エンジン特性、吊り下げられたミサイル（すでに敵または敵）、敵と敵の座標、時刻、視認性の条件（霧、曇り、晴天が含まれています） ああ、など）、およびスタンドの全体的な管理（実験を停止、続行、終了、すべてをオフ、または逆にオン））そして、この情報はすべて、ネットワークを介して、必要なスタンドにサービスを提供するすべてのコンピューターに配信されます。 「メインモーションモデル」を作成し、視覚化はそれと同期するだけで、ネットワークパケットを取得して処理します。つまり、最終的に、パイロット（スタンドオペレーターの場合）がこれらすべての条件とパラメーターの下で見るべきものを示します。



したがって、私の視覚化は、私たちのスタンドの実際の所属です。 そして、そのようなものとして、まず第一に、着実に動作するはずです。 この意味で、このような視覚化システムで最も重要なのは信頼性です。 パイロットが私たちのところに来て、プログラムが開始しない、フリーズする、プロセスでクラッシュする、エラーが表示される（これは視覚化であるため、多くのエラーが単純に表示される）のは良くありません：これはベンチ実験（または計画されているすべての作業）の失敗です;時間の損失（特にパイロット-パイロット、彼らは忙しい人です。もちろん、私たちはオペレーターとして自分自身も飛びます（今は私を除いて、私は無効になっており、私たちのキャビンに梯子を登ることはできません）、しかし、私たちは間違った資格を持っています間違った結果と見積もりなので、私にとって最も重要なことは 信頼性：プログラムは完全に安定して動作するはずです。



視覚化の2番目の重要な要件は速度、つまりリアルタイムプロセスの実装の効率です 。 大まかに言って、これは、視覚化プログラムがその中にあるコンテンツを提供できる1秒あたりのフレーム数として理解されます（塗りつぶすことによって、私は描写されたすべてを意味します）。 ここで基準は厳しいです。航空業界の誰もが知っているように、現代の最速の飛行機、すなわち戦闘機の最も急速に変化する動きは、いわゆる「孤立したロール運動」です。 これがそのとおりです。誰もが、展示会で戦闘機が「バレル」を回転させるのを見たに違いありません。 それは非常に高速で回転し、現代の戦闘機のこのような回転速度は毎秒100度に達する、つまり約3秒で1回転する、とパラメトリックに信じられています。 同時に、オペレータは、地平線自体を含め、視覚化で回転するすべてのものを見ることができ、飛行中の飛行機のコックピットに座っているパイロットにとって実際に起こるように、この回転はスムーズに視覚化されるはずです。 これは、視覚化の速度を犠牲にして行うことができます。次のフレームを非常に速く与えるだけで、スタンドのオペレーターはこのフレームの反転を見ることができません。滑らかできれい。 （ええと、ストーリーボードとは何か、おそらく誰もがおもちゃについて知っているでしょう。）例えば、ここでは毎秒25フレームの標準周波数の単純な映画は適切ではありません。人は滑らかな漸進的な変化ではなく、画像全体のけいれんを見るでしょう。 これらの考慮事項は、視覚化が保持する必要がある必須の下限周波数を決定します。毎秒100回以上のフレームを再現できる必要があります。 部門が重機（貨物、旅客機など）のみに関心がある場合、これらの要件は簡単になります-トラックとライナーがそのように回転しないことは明らかです。 しかし、私は軽飛行機（これらは主に戦闘機であり、トレーニング、スポーツなど）に焦点を合わせなければならないため、上司と一緒に、視覚化周波数は少なくとも100 Hzにする必要があると判断されました。 この要件が一定ではないことは明らかです。誰も着陸などで「バレル」を回転させることはありませんが、困難な機動飛行（たとえば、空中戦）では、このようなフレームレートが必要です。 したがって、スタンド上の視覚化には、約100 Hzの周波数で完全な画像を更新する時間を設ける必要があると判断しました。 これは、 リアルタイムで視覚化するための最も重要な条件です。



このような要件が画像の詳細に非常に厳しい制限を課していることは明らかです。 （ここでは品質とは言いません、これは画面の解像度と色、または実際に機能する視覚化システムに必要なものではないことを意味します：誰も（つまり、パイロット）、たとえば、敵のパフォーマンスでは、F-16は亀裂、リベット、金属の傷、翼の穴、胴体のエンブレムとサインの素敵な着色、ヘルメットの下に見える敵のエースの口ひげなどを描写しました。これは戦闘の勇敢なパイロットにとって重要ではありません。彼はそのようなものを見ていないが、何で 彼の勝利、割り当て、そして人生そのもの）。



敵のF-16をどのように（そして十分に）描写するかを以下に示します-不必要な詳細なしで、パイロットは決して見えません。





詳細、彩度、または視覚化の画質によっても、キャビン空間の外側全体の詳細度を意味します。つまり、描かれた空（雲のある）、特に地球の表面（明らかに海のある、より軽い）の詳細度とはすべての山、森、野原と川、都市、通り、村、道路と個々の家、木とすべての低木、草と土が描かれます、そして最後に、最も重要なことは飛行場です。 実際、私たちの部門は戦闘機の離陸および着陸モードをより重視しているだけでなく（たとえば、空中戦も起こる）、したがって、あらゆる点で飛行場の詳細かつ正確な画像に特別な注意と特別な作業を正確に適用する必要がありました、その下の土地、滑走路（コンクリート）、それらを囲むすべてのもの（タキシング、格納庫、戦車、その他の航空機など）、そしてこれらの要件は実際に最も厳しいものです。 たとえば、ストリップでは、以前の着陸の痕跡、個々の小石やスポット、その他の些細なことを実際に描いていますが、これもストリップです。



ここで、フレームの最小処理と再生速度に関するこの制限は、画像の詳細の要件と完全に理解できる矛盾になります。 私は自分自身または他の誰かの戦闘機（1つ）を非常に詳細で、美しく、高品質な方法で描くことができます。それはただの目の痛い目ですが、ポイントは何ですか？ さらに、主に離着陸部門があります。 滑走路自体、その周囲の地球を描くことは非常に重要です（離陸および着陸する場合、パイロットはコンクリート上の高度（ここではセンチメートルが必要です）と速度を非常に正確に評価できる必要があるため、これは重要です。これは着陸または離陸：離陸と着陸は依然としてどの航空機にとっても最も難しい操作です（一般的に、明確に転がりやすく、この自転車は飛ぶことができ、飛ぶのも簡単です、飛行機ですが、間に何かがありますが、どちらも- 本当に難しい）。



短い/前部/滑走路の画像の例を次に示します。





したがって、ここでは非常に詳細と正確さが特に必要です。さらに、飛行場の周りには何も空いていません：常に誘導路、補助軌道、航空機駐車場、格納庫、ギアボックス、あらゆる種類のアンテナとレーダーがあり、あらゆる空港で火災がありますこれはすべて、アクセス道路、鉄道、または高速道路であり、人々はどこかに住んでいる必要があります。したがって、少なくとも小さな軍事都市、兵舎、家、商店、学校、病院などがあります。 しかし、飛行場から遠ざかるほど、必要なディテールは少なくなります。パイロットは、窓のカーテンの色や、窓枠にサボテンがあるかどうかを見ることはありません。



ただし、離陸後は、たとえばルートに沿った単純な飛行などのタスクが完了します。 ここでは理解できる。重要なのは小石や草ではないが、山、森、川、都市、家、そしてこれらすべてが素晴らしいはずだ。 これがプログラミングの時が来た場所です：たとえば、そのような木から描かれた森に千本の木が含まれないように効果的に木を描く方法ですが、たとえば、それを含む画像が特定の周波数に収まるようになります。 または、少なくとも、1.5万、プラスもしましょう。 または、少なくとも、最悪の場合、千と百。 これは、非常に残酷な最適化が必要な場所です。



ビデオカードは、ビデオ全体のパスでさえ、多くのことを行うことは明らかです。 しかし、これはさらに明確でなければならないので、根本的にすべてではありません。 たとえば、詳細を含む家を描くのは非常に簡単です。 しかし、そこから少し離れると、詳細の一部が消えて見えなくなります。 そして、遠く離れるとすべての詳細が消えてしまい（見えなくなります）、残っているのは飛行機のむき出しの家だけです。 そしてさらに遠くでは、家自体はほとんど見えなくなります-それはポイントに変わります。 ビデオパス（ドライバーの場合はOpenGLで始まり、VPU自体で終わる）がこの予測を提供することは明らかですが、その費用はわずかです！ 実際には、その範囲のために画像全体が暗い色の点に変わったときに、カウントしてビデオプロセッサに転送し、多くの小さな詳細（たとえば、ウィンドウ上のサボテン、開いているウィンドウペイン）を描画する必要はありません。 また、これは最も単純な例であることに注意してください。



しかし、最適化について話すのは長くて退屈かもしれませんが、それは私のようなリアルタイムプログラムに関与しているプログラマーにのみ必要です。 視覚化があることが重要です。視覚化は、TsAGIスタンドで適切かつ着実に機能し、さまざまな多数の調査を実施しています。 私が実際に自分でそれをやったこと、誰も助けてくれなかったことを追加することができます（私の愛する上司を除いて、言わなければなりません）、そしてそれはあまりにも多くのスペースを占有するので干渉した人については言及できません。 そして、例、視覚化のデモ版は、かなり古いですが、私は喜んで添付します。 十分な強度があれば、新しいバージョンのデモを作成して、それを見せることもできます。それでも、それ以来、視覚化は大きく成長しました。 しかし、実際には、視覚化システムは、特に1人にとって非常に大規模で非常に巨大なプロジェクトであるため、私のデモから驚くべき美しさを期待してはならないことを覚えておく必要があります。これには、何千人もの人々が働くおもちゃ会社があります 私の側では、このプロジェクトに多くの作業が単に投資されました（ビデオツールがなく、すべてを手動でアセンブラーで記述する必要があった286プロセッサの時代から30年以上にわたって視覚的な問題に取り組んできました）。 たとえば、最初の上司と私が初めてブースに行って視覚化を試みたとき、その前にすでに11年間準備していたと思っていたことを覚えています！ しかし、一般的に、私の視覚化（ちなみに謙虚さのためにPetiteと呼ばれます）には独自の利点があります。パイロットと一緒にスタンドで実際に動作し、安定して動作し、効率的に動作します。



私はこれをすべて伝えていません（また、自分で絵を描いたわけでもありません）。ここでは、サポートのために、上記の視覚化がどのように機能するかを誰でも簡単に確認できるデモバージョンでアーカイブにリンクを付けます。 それは、デモであり、ルートに沿った飛行のようなものを示しています。飛行機は、そのままで、開始し、上昇し、同じルートに沿って飛行しますが、障害物の周りを飛行します（これは単純な問題ではありません）、上昇と下降、加速とブレーキ。 ビジュアライゼーションには飛行機のダイナミクスの数学的モデルは存在せず、存在すべきではないことを覚えておく必要があります。そのため、デモの動き自体はあまり滑らかでも美しいものでもありません。 このデモには特別なコントロールはありません。ただし、スペースでフライトを停止し、Escapeで終了および終了できます。 実際、このデモは古く、すでに15歳以上です。可能な場合、できれば新しいものを作成しますが、それでもかなりの数年間、1人の人が何ができるのかというアイデアを与えてくれます。 ここにこのリンクがあります。 念のため（一部のサーバーは非常に疑わしく、EXEファイルの受信/転送を許可しないため）、次のリンクには同じアーカイブが含まれていますが、VISUAL.Eファイルの名前をVISUAL.EXEに変更する必要があります。 こちらがこのリンクです：



まあ、それがすべてのようです。