現(xiàn)代飛行模擬器的發(fā)展為近幾十年航空公司飛行安全作出了重要貢獻(xiàn)。飛行員通過在模擬駕駛艙的操作環(huán)境訓(xùn)練,可以練習(xí)正確處理各種類型的緊急情況。在高端全動(dòng)飛行模擬器(Full Flight Simulator,F(xiàn)FS)上,通過將真實(shí)駕駛艙安裝到帶有液壓筒頂?shù)腟tewart平臺(tái)上,進(jìn)一步提高了訓(xùn)練的效果。平臺(tái)可以根據(jù)模擬器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)出的指令進(jìn)行移動(dòng)和旋轉(zhuǎn),從而模擬在天空飛行的姿態(tài)。此外,還有高度逼真的廣角視頻影像系統(tǒng),可以再現(xiàn)駕駛艙窗外的畫面。
為什么飛行模擬器的畫面有延遲?
全動(dòng)飛行模擬機(jī)的系統(tǒng)一般由模擬座艙、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、視景系統(tǒng)等組成,其中運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、視景系統(tǒng)和駕駛艙儀表的相對(duì)響應(yīng)需要密切耦合、以提供綜合的感覺提示。由于真實(shí)飛機(jī)對(duì)飛行員操縱的反應(yīng)來自于真實(shí)的物理環(huán)境,例如飛機(jī)在碰到陣風(fēng)時(shí),馬上就會(huì)有顛簸反應(yīng);而在模擬機(jī)上,這些反應(yīng)都需要計(jì)算機(jī)來模擬生成,因此相對(duì)于真實(shí)物理環(huán)境必定要有延遲。
根據(jù)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定,飛行模擬機(jī)分成A、B、C和D四個(gè)等級(jí),D級(jí)是最高等級(jí),也是仿真程度最為接近真實(shí)飛機(jī)的模擬機(jī)級(jí)別,其中對(duì)響應(yīng)滯后延遲是有明確要求的,目前的規(guī)定是A、B級(jí)模擬機(jī)延遲限制為300毫秒, C、D級(jí)模擬機(jī)限制為儀表和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)100毫秒,視景系統(tǒng)120毫秒。這里的延遲時(shí)間是傳輸延遲,指從駕駛員主飛行操縱裝置發(fā)出的輸入信號(hào)到運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、視景系統(tǒng)或儀表做出響應(yīng)所需要的整個(gè)飛行模擬訓(xùn)練設(shè)備系統(tǒng)的處理時(shí)間。不包括飛行員從接到指令到身體作出反應(yīng)平均300到500毫秒的自身響應(yīng)延遲。
飛行員在模擬器系統(tǒng)中操作的每個(gè)過程都會(huì)有延遲
視景系統(tǒng)中的低延遲
早期的飛行模擬器使用的視景系統(tǒng)是讓攝像機(jī)根據(jù)飛行員的控制動(dòng)作“飛”過實(shí)際地形的小比例模型,生成的圖像通過閉路電視系統(tǒng)顯示在飛行員面前的屏幕上。顯然,這種方式能模擬的區(qū)域是有限的,限制了飛行員的模擬訓(xùn)練范圍,更不用說無法解決上文提到的延遲問題。
專業(yè)的飛行模擬器的一個(gè)重要方面是能夠?yàn)轱w行員的指令提供即時(shí)的畫面反饋,使他們完全融入模擬環(huán)境,這樣訓(xùn)練過程才會(huì)更有效。因此具有低延遲功能的視景系統(tǒng)是專業(yè)飛行模擬器系統(tǒng)不可或缺的一部分。
人體視覺系統(tǒng)將視覺信號(hào)傳輸?shù)酱竽X的時(shí)間在50ms以內(nèi),這意味著視頻系統(tǒng)將視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成畫面顯示的延遲時(shí)間也要越短越好。例如用60Hz的視頻信號(hào)顯示60fps的畫面,4幀的延遲就是66.67毫秒,這會(huì)使模擬器視景系統(tǒng)的畫面無法正確匹配飛行員的動(dòng)作,進(jìn)而影響飛行員做出最佳判斷。因此,大多數(shù)專業(yè)飛行模擬器視景系統(tǒng)的畫面延遲時(shí)間大約為20~50ms。
明基低延遲技術(shù)
明基仿真投影機(jī)系列采用TI DLP芯片,具有幀率轉(zhuǎn)換 (Frame Rate Conversion, FRC) 技術(shù)和Formatter (FMT) 內(nèi)存緩沖技術(shù),可確保信號(hào)穩(wěn)定。此外,為了滿足各種應(yīng)用對(duì)低延遲的需求,投影機(jī)具備低延遲圖像模式,可以實(shí)現(xiàn)每秒僅一幀的延遲。以明基LU960ST為例,輸入1080P 60Hz格式的視頻信號(hào),低延遲模式下輸入延遲僅為16.67毫秒(1秒/60幀=16.67毫秒),比其他品牌的仿真投影機(jī)快10毫秒,這使得飛行員的操作更加跟手。
結(jié)語
近年來,明基一直致力于為虛擬仿真和游戲領(lǐng)域推出低延遲的投影機(jī)。對(duì)仿真應(yīng)用而言,更低的延遲意味著更高的擬真度,為飛行員帶來更好的操作體驗(yàn)和更優(yōu)秀的訓(xùn)練效果。
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以“實(shí)現(xiàn)科技生活的真善美”(Bringing Enjoyment ‘N’ Quality to Life)為愿景,明基BenQ致力打造創(chuàng)新、突破的智能科技產(chǎn)品與智慧解決方案;從行銷全球的智能投影機(jī),到點(diǎn)亮視界的專業(yè)液晶、大型商用顯示器,以及包括LED照明燈飾等等在內(nèi)的多元科技成果,為商務(wù)、零售、教育、工程、醫(yī)療、電競(jìng)等不同行業(yè)和領(lǐng)域,帶來令人欣喜的變化。明于生活,基于用心。Because it matters.
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明基友達(dá)集團(tuán)(BenQ Group)由明基電通、友達(dá)光電、佳世達(dá)科技、明基材料、明基逐鹿、明基醫(yī)院等十五余家獨(dú)立公司組成,擁有跨產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈與關(guān)鍵技術(shù),涵蓋顯示產(chǎn)品、綠色能源、精細(xì)化工、LED照明、IC設(shè)計(jì)、系統(tǒng)整合、品牌經(jīng)營(yíng)與服務(wù)等;據(jù)點(diǎn)遍布全球,近一年?duì)I收超過210億美元;致力為人類帶來美好生活,為企業(yè)創(chuàng)造長(zhǎng)期價(jià)值、永續(xù)經(jīng)營(yíng)。
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