10.14489/vkit.2015.06.pp.018-025

DOI: 10.14489/vkit.2015.06.pp.018-025

Ефремов А. В., Тяглик М. С., Кошеленко А. В., Тищенко А. Н., Тяглик А. С., Сапрыкин О. А., Гребенщиков А. В., Соболевский В. Г., Максимов А. С.
КОМПЛЕКС ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ДЕМОНСТРАЦИИ ПРОЦЕССОВ СПУСКА И ПОСАДКИ ПИЛОТИРУЕМОГО КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА НА ЛУННУЮ ПОВЕРХНОСТЬ
(с. 18-25)

Аннотация. Разработано программное обеспечение комплекса виртуальной реальности для моделирования и демонстрации процессов спуска и посадки пилотируемого космического аппарата на лунную поверхность. Рассмотрены основные проблемы и принципы разработки внешней визуальной обстановки, ряд алгоритмов, обеспечивающих качественное изображение лунной поверхности в реальном масштабе времени. В качестве исходных данных использованы цифровые фотографии и карта высот. Задача создания сценария посадки на Луну решалась путем трансформации двухмерных цифровых данных (изображений) в трехмерную среду виртуальной реальности.

Ключевые слова: система визуализации; виртуальная реальность; посадочный модуль; ручное управление.

Efremov A. V., Tjaglik M. S., Koshelenko A. V., Tischenko A. N., Tjaglik A. S., Saprykin O. A., Grebenshchikov A. V., Sobolevskiy V. G.,Maksimov A. S.
THE VIRTUAL REALITY SOFTWARE FOR THE SIMULATION AND DEMONSTRATION OF THE DESCENT AND LANDING OF THE LUNAR LANDER
(pp. 18-25)

Abstract. The number of the problems associated with the generation of the big scale scenario was solved in the pager. As an example the modeling of spacecraft descent from the altitude 120 km required to visualize the surface with the sizes 18001800 km. It causes the lack of precision problem of depth buffer used for the image generation by the modern API (for example OpenGL). In the simulation of the manual control beginning since 200 m the site of the Lunar surface (1515 km) was visualized with high resolution. It required the solutions of the problems associated with the peculiarities of high polygon models in the real time and to develop the size of storage and use the map of heights characterizing by high accuracy. The principles of visualization of interaction between the jet flow and Lunar surface are considered in the paper. It is shown that even rather simple approach to simulation of particles blowed away from the Lunar surface allowed to get rather realistic visual image of the interaction process between the jet flow and Lunar surface. It was realized also the image of environment (Earth, stars, Sun) the view on the Lunar lander from aside. The developed software is the integral part of the simulator used for the simulation of descent and landing of the spacecraft on the Lunar surface. This software was verified in solution of the manual control tasks investigated on the simulator and was demonstrated that the generator of the virtual surrounding reality is realized with frequency 120 Hz in stereoscopic regime.

Keywords: Visual system; Virtual reality; Lander; Manual control.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

А. В. Ефремов, М. С. Тяглик, А А. В. Кошеленко, А. Н. Тищенко, А. С. Тяглик (Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
О. А. Сапрыкин, А. В. Гребенщиков, В. Г. Соболевский, А. С. Максимов (ФГУП «Центральный научно-исследовательский институт машиностроения», г. Королев Московской области) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Eng

A. V. Efremov, M. S. Tjaglik, A. V. Koshelenko, A. N. Tischenko, A. S. Tjaglik (Moscow Aviation Institute (National Research University)) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
O. A. Saprykin, A. V. Grebenshchikov, V. G. Sobolevskiy, A. S. Maksimov (The Central Research Institute of Mashine Building, Moscow region Korolev) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Основы государственной политики Российской Федерации в области космической деятельности на период до 2030 года и дальнейшую перспективу. Утверждено Президентом РФ от 19.04. 2013 г. № Пр-906 [Электронный ресурс]. // Федеральное космическое агентство. URL: http:// www.federalspace.ru/115/ (дата обращения 10.03.2014)
2. Принципы создания универсальных систем визуализации комплексов моделирования для задач обучения, ситуационного анализа и тренажа / Себряков Г.Г. и др. // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2006. №3. С. 44 – 49.
3. Создание системы визуализации для пилотажных стендов и летных тренажеров перспективных летательных аппаратов: отчет о НИР (промежуточ.): Федеральное агентство по образованию: рук. Тяглик М.С., науч. рук. Ефремов А.В., исполн. Коровин А.А. М., 2009 г. № П2144.
4. Создание системы визуализации для пилотажных стендов и летных тренажеров перспективных летательных аппаратов: отчет о НИР (заключ.): Мин-во образования и науки РФ: рук. Тяглик М.С., науч. рук. Ефремов А.В., исполн.Коровин А.А. М., 2010 г. № П2144.
5. Летчик как динамическая система/ А.В. Ефремов и др. М.: Машиностроение, 1992. 343 с.
6. Brano Kemen. Maximizing Depth Buffer Range and Precision [Электронный ресурс]. November 28, 2012 URL: http://outerra.blogspot.ru/ 2012/11/maximizing-depth-buffer-range-and.html (дата обращения: 12.03.2014).
7. Боресков А. В. Дополнительные возможности OpenGL 3/4 [Электронный ресурс]. URL: http://steps3d.narod.ru/tutorials/gl3-more.html (дата обращения: 10.03.2014).
8. Боресков А. В. Рендеринг в вершинный буфер (render-to-vertex-buffer) в OpenGL [Электронный ресурс]. URL: (http://steps3d. narod.ru/tutorials/r2vb-tutorial.html (дата обращения: 02.04.2014).

Eng

1. Fundamentals of the State policy of the Russian Federation in the field of space activities for the period up to 2030 and beyond. Resolution of the Government of the Russian Federation No. 906. The Federal space Agency. Available at: http:// www.federalspace.ru/115/ (Accessed: 10.03.2014).
2. Sebriakov G. G. et al. (2006). The universal principles of creation the systems of visualization of complexes modeling for learning objectives, situation analysis and training. Vestnik komp'iuternykh i informatsionnykh tekhnologii, (3), pp. 44-49.
3. Tiaglik M. S., Efremov A. V., Korovin A. A. (2009). Creation of a visualization system for flight stands and flight simulators for advanced aircraft: a research report (interim). Moscow: Federal Agency for education.
4. Tiaglik M. S., Efremov A. V., Korovin A. A. (2010). Creation of a visualization system for flight stands and flight simulators for advanced aircraft: a research report (final). Moscow: The Ministry of education and science of the Russian Federation.
5. Efremov A. V., Ogloblin A. V., Predtechenskii A. N., Rodchenko V. V. (1992). Pilot as a dynamic system. Moscow: Mashinostroenie.
6. Brano Kemen. Maximizing Depth Buffer Range and Precision. November 28, 2012 Available at: http://outerra.blogspot.ru/ 2012/11/maximizing-depth-buffer-range-and.html (Accessed: 12.03.2014).
7. Boreskov A. V. Advanced features OpenGL 3/4. Available at: http://steps3d.narod.ru/tutorials/gl3-more.html (Accessed: 10.03.2014).
8. Boreskov A. V. Render to a vertex buffer. (render-to-vertex-buffer) in OpenGL. Available at: (http://steps3d. narod.ru/tutorials/r2vb-tutorial.html (Accessed: 02.04.2014).

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 350 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа статьи заполните форму:

{jform=1,doi=10.14489/vkit.2015.06.pp.018-025}

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 350 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please fill out the form below:

{jform=2,doi=10.14489/vkit.2015.06.pp.018-025}