高炮訓(xùn)練炮手模擬器研制

摘要：本文介紹了一種計(jì)算機(jī)輔助高炮手訓(xùn)練器研制和主要功能及實(shí)現(xiàn)技術(shù)。該模擬器用于一二炮手追隨瞄準(zhǔn)擊發(fā)、四炮手的般路定訓(xùn)練，可供選擇目標(biāo)4種，航路1500條。所有飛機(jī)，導(dǎo)彈圖形逼真，報(bào)讀聲，爆炸聲真實(shí)可信。該模擬器現(xiàn)用于37高炮訓(xùn)練，只要將提前點(diǎn)的計(jì)算公式作適當(dāng)修改，就可以用于25炮或57炮的訓(xùn)練。

關(guān)鍵詞：高炮訓(xùn)練模擬器

引言

高炮訓(xùn)練受場(chǎng)地和經(jīng)濟(jì)條件的限制，常以拖靶作為目標(biāo)，由于不可能采用實(shí)彈射擊，在訓(xùn)練中難以評(píng)價(jià)炮手追隨瞄準(zhǔn)、擊發(fā)、航路裝定成績(jī)。

高炮訓(xùn)練模擬器的研制是將計(jì)算機(jī)技術(shù)用于高炮訓(xùn)練的產(chǎn)生，本系統(tǒng)有訓(xùn)練、回放、成績(jī)?cè)u(píng)定以及相關(guān)CAI等功能。訓(xùn)練時(shí)可根據(jù)訓(xùn)練需要設(shè)置航路參數(shù)和目標(biāo)類型，開始訓(xùn)練后，由語音報(bào)告目標(biāo)方位、距離，在訓(xùn)練中隨時(shí)暫停與恢復(fù)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)?；胤殴δ苁菍⑸洗斡?xùn)練實(shí)況重現(xiàn)便于比較分析。成績(jī)?cè)u(píng)定能夠自動(dòng)評(píng)定并保存訓(xùn)練成績(jī)，可以實(shí)時(shí)選擇三種評(píng)定方法：射擊評(píng)定，追隨偏離次數(shù)評(píng)定，追隨偏離曲線評(píng)定。航路裝定訓(xùn)練利用3D技術(shù)隨機(jī)生成各種飛行姿態(tài)對(duì)訓(xùn)練炮手裝定的準(zhǔn)確性。系統(tǒng)建立在WINDOWS平臺(tái)上，圖形、聲音、動(dòng)畫形象逼真，這使訓(xùn)練變得生動(dòng)有趣，提高了訓(xùn)練效果。系統(tǒng)并附有CAI軟件將一些難以講解的知識(shí)、方法融入其中，收到事半功倍政府教學(xué)效果。

系統(tǒng)的構(gòu)成

系統(tǒng)組成框圖見圖1，一臺(tái)內(nèi)嵌的計(jì)算機(jī)完成對(duì)炮筒的方位角和高低角的采集，并根據(jù)采集的數(shù)據(jù)產(chǎn)生相應(yīng)遠(yuǎn)近和大小的目標(biāo)和背景圖像，通過發(fā)聲系統(tǒng)報(bào)讀目標(biāo)位置以及飛行姿態(tài)參數(shù)等，同時(shí)教練員可根據(jù)需要設(shè)置目標(biāo)參數(shù)對(duì)炮手進(jìn)行訓(xùn)練。每一條行路訓(xùn)練結(jié)束后，可以重顯訓(xùn)練過程，也可以觀察跟蹤時(shí)偏離目標(biāo)的曲線。

數(shù)據(jù)描述

訓(xùn)練模擬器的數(shù)據(jù)流圖分為三層，見圖2，圖3和圖4。

圖形處理關(guān)鍵技術(shù)

位圖劃整為零

將大幅面的位圖變?yōu)樗膲K象素為1500x2000的位圖以減少磁盤操作的數(shù)據(jù)量，根據(jù)實(shí)際位置選擇相應(yīng)圖形。通過以上方法使背景位圖減小為原全景位內(nèi)顧資源占用大為減小，降低了系統(tǒng)內(nèi)存的要求。

減少硬盤操作為內(nèi)存操作

由于圖像很大，要實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫，頻繁讀取磁盤中的位圖文件，難以得到流暢的效果。本系統(tǒng)創(chuàng)建的內(nèi)存位圖文件，在運(yùn)行時(shí)利用windows的API函數(shù)bitblt從內(nèi)存背景位圖中截取480x480像素大小的矩形復(fù)制到背景內(nèi)存緩沖區(qū)中。并在復(fù)制時(shí)把1500x2000像素的背景位圖左右相接形成循環(huán)連貫的背景位圖進(jìn)行復(fù)制，使背景內(nèi)存緩沖區(qū)中的圖形始終連貫，以達(dá)到循環(huán)移動(dòng)天空背景的效果。

變零星操作為集中操作

由于數(shù)據(jù)庫(kù)的操作主要是磁盤操作，要進(jìn)行各種約束控制，對(duì)于大數(shù)據(jù)量的操作而言，這種用于約束控制的時(shí)間就微不足道，但在本系統(tǒng)中每次讀寫的數(shù)據(jù)量只有幾十個(gè)字節(jié)，如果頻繁地操作數(shù)據(jù)庫(kù)，就會(huì)占用較多的時(shí)間。解決這個(gè)問題的辦法是建立一個(gè)動(dòng)態(tài)數(shù)組（Delphi5.0以上提供）用于存放過程數(shù)據(jù)，等一條行數(shù)結(jié)束后集中存入數(shù)據(jù)庫(kù)。

變窗體圖形疊加為顯示緩沖區(qū)位圖疊加

目標(biāo)位圖經(jīng)目標(biāo)定位后利用位圖的畫布（Canvas）屬性中拷貝矩形（CopyRect）方法對(duì)目標(biāo)進(jìn)行矩形變換。使用BrushCopy屬性設(shè)置不同的CopyMode把目標(biāo)由正、反兩幅位圖合成。首先用或位圖拷貝到背景內(nèi)存緩沖區(qū)指定矩形中的屏蔽背景，再用與位圖拷貝到背景內(nèi)存緩沖區(qū)指定矩形中合成前景。

再通過瞄準(zhǔn)鏡位圖和背景內(nèi)存緩沖區(qū)內(nèi)容進(jìn)行與操作，顯示瞄準(zhǔn)銳。最后由背景內(nèi)存緩沖區(qū)利用API函數(shù)高效的傳輸?shù)酱绑w的畫布中進(jìn)行顯示。由于使用背景內(nèi)存緩沖區(qū)方法一次性傳送內(nèi)存位圖到顯示內(nèi)存，使所有圖像一次刷新，提高了圖像的平滑度。

結(jié)語

該模擬器已用于雙37高炮訓(xùn)練，只要將提前點(diǎn)的計(jì)算公式作適當(dāng)修改，就可以用于25炮或57炮的訓(xùn)練。