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三维技术仿真动画制作

 

       三维动画技术在军事领域,主要用于构造三维武器装备模型和三维战场环境模型,并围绕这两种类型的模型展开多方面的应用。图为西安数影动画有限公司为中国兵器某研究所制作的高炮武器系统三维仿真:

 

       一:三维武器装备模型及其应用
       武器装备是构成军队战斗力的重要方面,利用三维动画技术构造的三维武器装备模型,能精确模拟和再现各种武 器装备的外部造型、内部结构以及工作原理等,在武器装备的研制开发、训练教学、维护保养等各个环节都有非常重要的应用。
     (一)在新型武器装备研制中的应用
       以往新式武器装备的研制,科研人员都是在图纸上进行,设计灵活性小,既不直观,又耗费人力,工作效率低。 随着计算机辅助设计(CAD)技术的兴起,科研人员利用建模软件先构造武器装备的三维实体模型,并结合其物理特性建造一个虚拟样机。在顶层设计阶段,虚拟样机为科研人员和用户提供沟通交流的平台,二者共同对虚拟样 机进行模拟操作,以便科研人员搞清军事需求。在设计阶段,利用虚拟样机模拟武器装备的工作过程,观察并试 验各组成部件的相互运动情况,方便地修改技术参数和状态条件,试验不同的设计方案,从中发现设计缺陷和不 足并加以改进,直至获得最优的设计方案,从而为物理样机的设计和制造提供科学的参数依据。在武器实验阶段 ,利用虚拟样机在虚拟环境中进行武器实验,不但安全无破坏,而且不受气象天候的影响,不受空间场地的限制 ,可以多次重复进行,实验成本非常低"运用三维动画技术辅助新型武器装备的研制,能有效缩短设计周期,节约 开发经费,增加设计的灵活性,大大提高研发效率。

      (二)在武器装备原理教学中的应用
       武器装备特别是高技术武器装备的构造原理一般比较复杂抽象,在教学中仅靠教练员口头讲解或者借助挂图!幻灯 等平面媒体,受训者理解起来比较困难"三维动画技术擅长表现复杂的空间关系,能将武器装备的基本构造、技术原理、工作过程!破坏机制等在三维空间重现出来,受训者能从不同角度、不同方位观察和领会,运用三维动画辅 助武器装备原理教学,符合人类对复杂三维物体的认知规律,从而加深受训者对学习内容的理解,降低学习难度
      (三)在武器装备操作训练中的应用
       现代武器系统技术日趋复杂和昂贵,对部队官兵操作使用技能的要求也越来越高。实装训练的训练消耗大,危险 性大,有些武器特别是高技术武器由于经费原因不能大批量列装部队,有些武器只能一次性使用,有的武器不允 许进行频繁的操作,因此实装训练受到了很大的限制"在没有相应模拟训练器材的情况下,部队官兵运用基于三维 武器装备模型的虚拟现实训练软件,眼见其形,耳闻其声,手脑并用,在生动逼真的环境中,对武器操作使用的 一般程序、动作要领!注意事项进行体会和反复操练,最后再进行实装训练,既安全可靠,没有训练风险,又节省 了训练费用,也不会造成环境的破坏和污染,军事!经济效益十分明显"图为美军的飞行模拟训练系统。


      (四)在武器装备维修维护中的应用
       由于现代武器特别是高技术武器结构复杂、技术含量高,对维修人员的技术水平要求很高,一些复杂的故障和问 题,部队的技术人员已经难以解决,必须借助厂家和科研单位的技术力量,但后者一般很难跟随部队实时保障, 因此,武器装备的远程诊断技术迎运而生。后方的维修专家借助网络,通过传感器和电视画面分析确定故障点后 ,再运用计算机辅助维修软件在故障现场再现武器装备的三维内部结构,如电子电路!传动机构等,在三维空间中 为部队技术人员定位和标记故障点,并用动画显示维修的具体方法和步骤,辅助其进行修理,从而加快武器装备 抢修速度,提高部队武器装备保障水平,有效解决部队基层维修力量不足和技术水平不高的问题。

       二:三维战场环境模型及其应用
       三维战场环境模型是以军事测绘数据和侦察器材获得的战场情况为依据,运用三维动画技术构建的反映战场地形 地貌、气象水文、兵力部署、交战状态等情况的数字模型,是真实战场环境在计算机中的精确再现,它既包括战 场的自然环境,又包括作战双方的武器和人员等作战实体,既反映战场的静态事物,也反映作战的动态过程。

 

 
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