空战类游戏仿真的一些思考

空战类游戏仿真涉及飞机、导弹、诱饵弹三种关键元素。为了使游戏仿真接近真实，一方面要使飞机、导弹、诱饵弹的模型及其特效（如尾焰）尽量逼真，另一方面要使飞机、导弹、诱饵弹的运动控制模型尽量接近真实。飞机、导弹、诱饵弹的模型可以用3d建模软件构建，尾焰也可以用粒子系统进行模拟，但飞机、导弹、诱饵弹的运动控制模型比较复杂，是实现空战类游戏仿真的关键。下面分别介绍飞机、导弹、诱饵弹的建模仿真。

飞机的建模仿真

飞机的运动模型基于牛顿第二运动定律，即物体所受到的外力等于此物体的质量与加速度的乘积，而加速度与外力同方向。根据外部受力和力矩计算出各种惯性坐标系下的加速度和角加速度。将加速度和角加速度分别进行积分，则可以得出飞机在某个时间段内的速度变化量和角速度变化量，进一步积分便可得到位置变化量和角度的变化量，再通过积分过程中的坐标变换以及初始时刻的状态参数，便可获得任意时刻飞机的姿态、位置、速度等参数。

飞行员通过油门杆和操纵杆控制飞机的运动。油门杆决定飞机的推力，操纵杆则控制飞机的副翼、襟翼、尾翼，改变飞机所受合力矩，从而改变飞机姿态。飞行仿真采用同样原理，油门杆和操作杆的位移经过非线性函数变换改变飞机所受合力和合力矩，经飞机运动模型获得加速度和角加速度，再经积分获得任意时刻飞机的姿态、位置、速度等参数。

当使用键盘输入控制飞机时，应将键盘输入先虚拟成油门杆和操作杆。另外需要注意的是，油门杆不回中，操作杆则自动回中。

导弹的建模仿真

根据导弹的工作原理，导弹的建模仿真应分成三个方面：

• 探测模型
• 目标识别算法
• 运动控制模型

诱饵弹的建模仿真

诱饵弹的运动模型比较简单，可运用牛顿第二运动定律分析得出。比较有难度的是诱饵弹的视觉特效建模。诱饵弹是一个变质量、不规则的发光体，如何3D建模有难度，不能像太阳一样直接用图片代替。

参考链接

1. 无人机飞控通俗演义之 纷繁复杂的飞行力学, by 量子黑洞.
2. 一起写飞行仿真之 六自由度动力学方程, by 量子黑洞.
3. 飞行仿真–1.三维建模篇, by WFYX.
4. 无人机飞控通俗演义之 无人机导航制导与控制, by WFYX.
5. FLIGHTGEAR FLIGHT SIMULATOR, by flightgear.