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2022-02-20 12:02

微软的新飞行模拟器使飞行和紊流更加真实

Microsoft Flight Simulator

十多年后,微软正式推出了其著名的飞行模拟器的下一个版本。这款游戏于本周在pc上发布,虽然没有像飞行这样复杂的电脑模拟能够完全模拟真实世界中发生的事情,但这款程序值得称赞,因为它很接近真实世界。

上个月,我们看了模拟器是如何模拟世界的。它使用人工智能来执行一些任务,如重建一些建筑形状或确定景观特征(如树木)的位置。其他的计算机技术允许他们描绘一些元素,比如水中的波浪,或者照亮世界和驾驶舱内部的光线。

当然,陆基飞行员会启动模拟器因为他们想要飞行。以下是与微软合作开发这款游戏的Asobo Studio如何实现逼真的空气动力学。

Asobo Studio首席执行官Sebastian Wloch指出:“每个模拟都是对现实的近似。“我不知道什么时候我们能真正模拟出一架有所有空气小原子飞过的真实飞机。”换句话说,现在还没有母体这种东西。当然,军事飞行员和商业飞行员使用的模拟器(比如F-35)与你在家里的桌面上运行的是完全不同的。其中一些甚至会移动:例如,我曾经有机会在路易斯安那州巴克斯代尔空军基地的大型模拟器中短暂地驾驶一架巨大的B-52轰炸机飞越虚拟的拉斯维加斯。

也就是说,微软的飞行模拟器与2006年版本(上次发布)的一个关键区别在于,该程序模拟飞机在空中飞行的方式。之前的版本将平面描述为空间中的一个点,但现代的程序考虑了Wloch所描述的平面表面上的“成千上万”点,以及这些平面是如何被移动的空气影响的。

为了理解这两种飞行建模方法之间的区别,想想紊流。想象一下这样的场景,有一股上升气流从地面升起:“一架飞机飞过山头,只有飞机的右侧——右翼——接触到上升气流,而不是左侧,”Wloch解释道。飞机的右侧会被向上推。如果你是飞机上的一名乘客,你可能会感觉到,可能是左右摇晃。这与飞机直接上下碰撞不同,就好像它是在空气中移动的一个点。

沃洛克说,2006年项目中的湍流只是“随机振动”。“我们想要真实的3D湍流。”

为了做到这一点,他们不能把飞机描绘成一个空间中的点,甚至两个空间中的点,比如左翼和右翼。“我们模拟了许多不同的表面,”他补充道。

该团队需要将飞机描绘成受空气影响的众多表面的另一个原因是为了捕捉一种被称为旋转的现象,即飞机垂直下落并转弯。“旋转是:左翼飞起来,右翼失速,”沃洛克解释道。(也可能是相反的情况)“如果你有一个单点模拟,你就不可能有旋转。”

同样的道理也适用于捕捉不同机翼形状失速的方式:机翼向后倾斜的飞机与直翼飞机的表现是不同的。

Wloch说,该程序甚至利用虚拟风洞来确保飞机正常运行,这是加载游戏时发生的过程。他指出:“它调整飞机,使其像预期的那样飞行。”

团队在制作这款游戏的过程中学到的一个教训是,相同制作和模型的各个飞机之间会有些许不同。“每架飞机都不一样,”沃洛克说。单个飞机的表现可能会略有不同,这取决于一些因素,比如它们的维护方式,或者轮子上是否有空气动力罩。他说:“目前在模拟器中,我们有一个版本的飞机。”模拟飞机的飞行方式可能与现实世界中相同模型的特定飞机略有不同。这一事实促使Wloch反思:“每一架飞机几乎都有一个灵魂,对吧?”