(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210502035.X (22)申请日 2022.05.09 (71)申请人 北京领为军融科技有限公司 地址 102627 北京市大兴区苑路甲15号6幢 8层A818室 (72)发明人 贾磊　 (74)专利代理 机构 安徽致至知识产权代理事务 所(普通合伙) 34221 专利代理师 韦映川 (51)Int.Cl. G06T 19/00(2011.01) G06T 19/20(2011.01) G06T 15/00(2011.01) G06T 7/73(2017.01) G06T 7/66(2017.01)G09B 9/08(2006.01) (54)发明名称 一种基于观察空间的菲涅尔透镜可视角度 仿真方法 (57)摘要 本发明涉及三维图形实时渲染领域以及飞 行仿真技术领域， 尤其涉及一种基于观察空间的 菲涅尔透镜可视角度仿真方法， 包括S1、 在三维 渲染中模拟菲涅尔透镜； S2、 提前在推式常量中 存入观察空间信息， 在渲染管线中得到点在观察 空间中的信息； S3、 在 顶点渲染时， 计算视点到顶 点在观察空间中的方向向量； S4、 计算菲涅尔透 镜中心方向在观察空间中的方向向量； S5、 计算 菲涅尔透镜向上向量在观察空间中的方向向量； S6、 计算菲涅尔透镜向左向量在观察空间中的方 向向量。 本发明在三维渲染中模拟菲涅尔透镜， 通过提前在推式常量中存入观 察空间信息， 再计 算菲涅尔透镜在观察空间中的数据信息， 以形成 特殊效果的图形渲染方式来帮助飞行员进行有 效的着陆训练。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 114708411 A 2022.07.05 CN 114708411 A 1.一种基于观察空间的菲涅尔透 镜可视角度仿真方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 在三维渲染中模拟菲涅尔透 镜； S2、 提前在推式常量中存 入观察空间信息， 在渲染管线中得到点在观察空间中的信息； S3、 在顶点 渲染时， 计算视点到顶点在观察空间中的方向 向量； S4、 计算菲涅尔透 镜中心方向在观察空间中的方向 向量； S5、 计算菲涅尔透 镜向上向量在观察空间中的方向 向量； S6、 计算菲涅尔透 镜向左向量在观察空间中的方向 向量。 2.根据权利要求1所述的一种基于观察空间的菲涅尔透镜可视角度仿真方法， 其特征 在于， S7、 根据S4和S6中的向量， 可以通过 叉乘计算出垂直方向法线向量。 3.根据权利要求1所述的一种基于观察空间的菲涅尔透镜可视角度仿真方法， 其特征 在于， S8、 根据S4和S5中的向量， 可以通过 叉乘计算出 水平方向法线向量。 4.根据权利要求3所述的一种基于观察空间的菲涅尔透镜可视角度仿真方法， 其特征 在于， S9、 根据S3和S 8中的向量， 可以通过点乘计算出视线和灯光法线的水平夹角余弦。 5.根据权利要求2所述的一种基于观察空间的菲涅尔透镜可视角度仿真方法， 其特征 在于， S10、 根据S3和S7中的向量， 可以通过点乘计算出视线和灯光法线的垂直夹角余弦。 6.根据权利要求1所述的一种基于观察空间的菲涅尔透镜可视角度仿真方法， 其特征 在于， S11、 根据S3和S4中的向量， 可以通过点乘计算出视线和中心方向 向量的夹角余弦。 7.根据权利要求4所述的一种基于观察空间的菲涅尔透镜可视角度仿真方法， 其特征 在于， S12、 判断S9中水平夹角余弦是否小于(90 ‑透镜水平可视角度的一半)的余弦。 8.根据权利要求5所述的一种基于观察空间的菲涅尔透镜可视角度仿真方法， 其特征 在于， S13、 判断S10中垂直夹角余弦是否小于(90 ‑透镜垂直可视角度的一半)的余弦。 9.根据权利要求8所述的一种基于观察空间的菲涅尔透镜可视角度仿真方法， 其特征 在于， S14、 若满足S12与S13的条件即为透 镜可视角度内。 10.根据权利要求6所述的一种基于观察空间的菲涅尔透镜可视角度仿真方法， 其特征 在于， S15、 判断S1 1中夹角余弦是否小于零， 从而区分正反面。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114708411 A 2一种基于观 察空间的菲涅 尔透镜可视角度仿真方 法 技术领域 [0001]本发明涉及 三维图形实时渲染及飞行仿真技术领域， 尤其涉及 一种基于观察空间 的菲涅尔透 镜可视角度仿真方法。 背景技术 [0002]在航空领域中， 由于现代飞机速度越来越快， 在加上航空母舰的航速、 水面颠簸等 状况的影响， 飞机的降落变得极为困难， 为此发明了 “菲涅尔”透镜光学助降系统； 该系统设 在航母中部左舷的一个自稳平台上， 以保证其光束不受舰体左右摇 摆的影响。 它由4组灯光 组成， 主要 是中央竖排的5个分段的灯箱， 通过菲涅尔透镜发出5层光束， 光束与降落跑道平 行， 和海平 面保持一定角度， 形成5层 坡面。 每段光束层高在舰载机进入 下滑道的入口处(距 航母0.75海里)为6.6米， 正中段为橙色光束， 向上、 向下分别转为黄色和红色光束， 正中段 灯箱两侧有水平的绿色基准定光灯。 当舰载机高度和下滑角正确时， 飞行员可以看到橙色 光球正处于绿色基准灯的中央， 保持此角度就可以准确下滑着舰。 如飞行员看到的是黄色 光球且处于绿色基准灯之上， 就要降低高度； 如看到红色光球且处于绿色基准灯之下， 那就 要马上升高， 否则就会撞在航母尾柱端面或降到尾后大海中。 在中央灯箱左右各竖排着一 组红色闪光灯， 如果不允许舰载机着舰， 它发出闪光， 此时绿色基准灯和中央灯箱均关闭， 告诉飞行员停止下降立即复飞， 因此被称为 “复飞灯”。 复飞灯上有一组绿灯， 叫做切断灯， 它打开即是允许进入下滑的信号。 [0003]“菲涅尔”透镜光学助降系统主要用于 飞机着陆的高度指引， 其重要特点是传递更 多的光， 可见范围更远， 同时拥有一个相对狭小的可视角度。 通过将不同颜色的等设置到对 应位置， 可以指引飞行员做出角度判断。 在飞行仿 真中， 也需要模拟这个灯光效果帮助飞行 员进行着陆训练。 然而在图形渲 染中， 并没有此类特殊效果的渲 染方式。 为此申请人提出一 种基于观察空间的菲涅尔透 镜可视角度仿真方法来 解决上述问题。 发明内容 [0004]本发明的目的是提供一种基于观察空间的菲涅尔透镜可视角度仿真方法， 解决上 述背景技 术提出的现有技 术中的问题。 [0005]为了实现上述目的， 本发明采用了如下技 术方案： [0006]一种基于观察空间的菲涅尔透 镜可视角度仿真方法， 包括以下步骤： [0007]S1、 在三维渲染中模拟菲涅尔透 镜； [0008]S2、 提前在推式常量中存入观察空间信息， 在渲染管线中得到点在观察空间中的 信息； [0009]S3、 在顶点 渲染时， 计算视点到顶点在观察空间中的方向 向量； [0010]S4、 计算菲涅尔透 镜中心方向在观察空间中的方向 向量； [0011]S5、 计算菲涅尔透 镜向上向量在观察空间中的方向 向量； [0012]S6、 计算菲涅尔透 镜向左向量在观察空间中的方向 向量；说　明　书 1/3 页 3 CN 114708411 A 3