用在基于客户服务器构造的飞行模拟器的图形用户界面制造技术

所模拟的复杂系统的控制板显示成为在操作复杂系统的环境中的三维图像显示上的结构掩模（９４）。在模拟系统上对用户培训或实验操作不起作用的视窗（９０）中显示三维图像显示。位于显示视窗（１００）下面的工作视窗（９２）用于跟踪给控制板的用户输入。灵巧图形处（４２）将用户输入转换成传送到全屏幕模拟（４８）的数据元素，模拟条件返回并用于更新控制板的显示和环境的图像显示。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总的涉及培训和实验操作系统，和整个流程的复杂系统的模拟。本专利技术具体涉及复杂系统的模拟方法和装置，其中，表示所模拟的复杂系统的控制板的相互作用的图形与所模拟的复杂系统的操作环境的实时模拟的三维图像合并。
技术介绍
由于人类进行的许多尝试中用的许多系统的复杂程度不断增加，为了安全操作和维修这些系统，就需要对系统进行广泛地培训。在用价格昂贵和/或存在潜在危险的设备的行业中，在真实系统上进行培训有实际困难。这些设备的实例包括飞行器，轮船，潜艇，军用设备，核电站和其他复杂系统的主机。因此。用复杂系统的模拟装置进行培训变成了规范的实验操作。为了真实再现真实复杂系统的行为，需要“全方位”模拟。全方位模拟是指全部必需的子系统符合全部相关的条件进行全方位模拟，无论正常和不正常都与真实系统基本一致。全方位模拟器的许多用途中，需要高保真视频系统。这些视频系统通常为操作者提供三维进入环境。三维进入环境能有效提高模拟器的效果。高保真视频系统所提供的真实程度现在有很大的提高。用该视频系统提供的详细程度需要与全方位模拟器同步的大量的视频数据库，以实时再现三维图像景象。由于包括高保真视频系统的全方位模拟器本身的尺寸和复杂性，因此，包括高保真视频系统的全方位模拟器设置在特殊的装置中，以迫使用户进入该装置中进行培训和实验操作。本申请人制造的基于矢量的二维图像用户界面允许用户与通过例如互联网的网络访问的全方位模拟互动。用户界面由与用户互动的“灵巧”图形目标组成。灵巧图形目标重叠在适合于应用的位像上，以提供具体的应用范围。已经发现，在许多模拟应用中，实时的三维图像效果结合互动的用户界面有时是有利的。这类环境在操作者本身需要熟习视窗之外的景象和了解视窗之外的可视信息并确定对状况作出适当反应的许多用途中是必要的。市场上已经有能提供各种程度的视频模拟保真度的模拟器。这种模拟器允许用户用例如操纵杆或键盘的界面与三维图像环境互动。这种模拟器的例子包括由Simigon提供的Microsoft Flight Simulator(微软飞行模拟器)2000和AirbookTM。这些系统的缺点是，用户界面表示不够直观，不能与所有的模拟系统结合。上述的本申请人制造的基于矢量的二维图像用户界面允许用户学习和实验操作整个流程，通过与二维图像用户界面中的灵巧图形的互动获得有关系统的知识。用户通过界面将输入加到全方位模拟服务器，全方位模拟服务器按逼真的方式针对输入作出反应，返回所用的条件数据，依次更新二维用户界面的状态。同时允许用户学习或实验操作整个流程并获得有关系统的知识，但是，它不能提供某些培训和实验操作用途所需的三维图像环境。例如，在航空业，熟悉机场，熟悉飞行低能见度气象条件，接近机场，飞机跑道等情况下都需要三维图像环境。因此需要一种包括设置在全功能图像用户界面中的三维图像环境的系统，以便能够低成本地学习和实验操作整个流程和操作复杂系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供一种系统，包括设置在全功能图像用户界面中的三维图像环境，以便能够低成本地学习和实验操作整个流程和操作复杂系统。本专利技术的另一个目的是，提供产生互动图像用户界面的方法和装置，其中，实时的三维图像信息毫无痕迹地与模拟的复杂系统的控制板的互动图像显示合并。本专利技术的另一个目的是，为复杂系统操作者提供视窗之外的景象的三维图像，用来自复杂系统的全方位模拟反馈动态地更新视窗之外的景象的三维图像。本专利技术的另一个目的是，提供可视系统，其中，转换成视频结构数据的二维结构掩模加到零深度处的多边形全屏幕上，加到用视频环境数据产生的三维图像上的用户上。本专利技术的另一个目的是，提供可视系统，其中，互动显示窗与界面窗重叠，所述的界面窗接收与互动显示窗中的图像所显示的可视控制板相关的用户输入。本专利技术提供产生与复杂系统的全方位模拟一致的高保真显示的系统，系统包括灵巧图形处理装置和三维图像处理装置；其中，灵巧图形处理装置用于生成所模拟的复杂系统的所显示的控制板的二维图像，图像包括嵌入的灵巧图形，以允许用户操作与所显示的控制板相关的虚拟控制；三维图像处理装置用视频环境数据产生高保真视频显示，其特征是，三维处理将转换成视频结构数据的二维结构掩模重叠到零深度处的多边形全屏幕上，加到用视频环境数据产生的三维图像上的用户上，由此产生高保真视频显示。本专利技术还为复杂系统的操作或维修人员提供在所模拟的复杂系统上培训和进行实验操作的方法，方法包括以下步骤产生所模拟的复杂系统的所显示的控制板的二维图像，二维图像包括嵌入的灵巧图形，以允许操作人员操作与所显示的控制板相关的虚拟控制；用视频环境数据和从二维图像恢复的结构掩模产生高保真视频显示；其特征是，将转换成视频结构数据的二维结构掩模重叠到零深度处的多边形全屏幕上，加到用视频环境数据产生的三维图像上的用户上，由此产生高保真视频显示。本专利技术还提供包含计算机可执行程序指令的计算机可读介质，包括用于灵巧图形处理的程序指令，用于产生所模拟的复杂系统的所显示的控制板的二维图像，二维图像包括嵌入的灵巧图形，以允许用户操作与所显示的控制板相关的虚拟控制；用于三维图像处理的程序指令，用与二维图像结合的视频环境数据产生高保真视频显示；其特征是，将转换成视频结构数据的二维结构掩模重叠到零深度处的多边形全屏幕上，加到用视频环境数据产生的三维图像上的用户上，由此产生高保真视频显示。因此，本专利技术提供经济的培训系统，它能产生流程的真实视频模拟，使操作者能在所模拟的复杂系统上培训。灵巧图形处理将用户输入转换成传递到全方位模拟的数据值。全方位模拟给视频模拟处理提供反馈，以更新复杂系统的控制板的显示，以及模拟的环境的视窗之外的景象。附图说明通过以下结合附图的详细说明，本专利技术的其他特征和优点将变得更清楚，附图中图1是按本专利技术一个实施例的系统的总示意图；图2是用于实现图1所显示的系统的客户/服务器结构的一个实施例的示意图；图3是实现按本专利技术一个实施例的用户界面的总示意图；图4是图3中所显示的用户界面更详细的示意图；图5是用于驱动图3所显示的二维图形系统的主逻辑流程图；图6是用于驱动图3所显示的三维图像系统的主逻辑流程图；图7是用于建立或更新显示图3和图4所示的用户界面的主逻辑流程图；和图8是用于实现按本专利技术的系统的客户/服务器结构的另一个实施例的示意图。注意，在所有附图中，类似的结构用相同的参考数字指示。具体实施例方式本专利技术能使三维图像环境包括到互动图形用户界面中，以支持大量的新复杂系统模拟用途。这些用途用具有高保真视频系统的全方位模拟，使操作者可以在复杂的模拟系统上自定时地学习和进行实验操作。还可以使教室的自定时课件与远程学习相结合。三维图像环境包括到互动用户界面中会引起很大的困难。首先，由于高保真视频系统的尺寸，通常需要将本地视频数据库保存在显示图形用户界面的客户计算机中。高保真视频系统信息不能用当前商业上允许的技术在网络上实时地传送。此外，实时地恢复这些数据库需要广泛地高速处理。这对客户计算机造成巨大的处理负担，而且需要图形加速卡。因此，全方位模拟也需要广泛、高速处理，理想的是在例如模拟器的本地的或远程的其他处理器上进行广泛、高速处理。这就出现了第三个问题在远程模拟运行时如何使三维图像再现与模拟同步。正如以下要详细描述本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于产生与复杂系统的全方位模拟一致的高保真图像显示的系统，系统包括：灵巧图形处理，用于产生所模拟的复杂系统的所显示的控制板的二维图像，图像包括嵌入的灵巧图形，以允许用户操纵与所显示的控制板一致的虚拟控制；和三维图像处理，用图像环境数据产生高保真图像显示，其特征是，三维图像处理将转换成图像结构数据的二维结构掩模叠加到用图像环境数据产生的三维图像上用户零深度处的多边形全屏幕上，由此产生高保真图像显示。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯多佛A卡尔，伊夫里埃尔，皮埃尔加尼翁，菲利普布瓦韦尔，让戴格尔，
申请(专利权)人：CAE公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]