FlightGear

FlightGear

Johtaja	Curt Olson

Projektin alku	1996

Ystävällinen	Lentosimulaatio
Pelitila	Yksinpeli / moninpeli
Alusta	GNU / Linux , Windows , BSD , SGI IRIX , Solaris , Mac OS

Kieli	Englanti
Moottori	PLIB ( d ) , OpenSceneGraph
Versio	2020.3.6 (24. tammikuuta 2021

Verkkosivusto	flightgear.org

FlightGear Flight Simulator , usein lyhennettynä FlightGear tai FGFS, on FlightGear-projektin kehittämä videopeli, jossa ei ole simulaatioita , ilmainen, avoimen lähdekoodin ja alustojen välinen käyttöympäristö . Ensisijaisesti C ++ - ohjelmointikielellä kirjoitettu FlightGear on aivan kuten Fly! Legacy, avoimen lähdekoodin lentosimulaattori .

ominaisuudet

Projekti on tarkoitettu ensisijaisesti siviililentosimulaatioon. Sen tulisi olla sopiva yleisilmailun ( kevyet ilma-alukset , mukaan lukien kevyet lentokoneet, pienvalot ) sekä siviili-ilmailun (kuljetus ja lentokoneet ) simulointiin , mutta siinä on myös pelastuslentokoneita ( helikoptereita , Kanada ) ja sotilaslentokoneita (hävittäjiä, pommikoneita, monirolleja taisteluhelikopterit) ja lentotukialukset laskeutumista ja lentoonlähtöä varten. Esillä on skenaario nimeltä "pommitettava" simuloimaan taistelua aseilla. On myös mielikuvituksellisia lentokoneita; UFO (UFO nimeltään) käytetään lisätä elementtejä maiseman, mutta myös paperin lentokone , reki ja joulupukki ja joitakin maa-ajoneuvojen, kuten Citroën 2CV . On mahdollista lisätä oma lentokone, jolla on jonkin verran teknistä tietoa.

Maisema sisältää koko planeetan suuremmilla tai pienemmillä yksityiskohdilla alueesta riippuen. Pariisi on yksityiskohtaisin kaupunki, jossa on suuri osa kaupungin keskustasta ja sen monumenteista. Sillä on myös suurimmat lentokentät ja monet lentokentät. Joitakin yksityiskohtia suurimmista kaupungeista ympäri maailmaa, kuten New York , Berliini , Tokio , Soul , Shanghai tai Hong Kong, ovat myös läsnä. Oletusarvoisesti lentoonlähtö tapahtuu San Franciscon kansainvälisellä lentokentällä . Versiosta 2.4.0 lähtien skenaario on mahdollista päivittää automaattisesti lentäessäsi alueen yli, kiitos Apache Subversionin käyttämisen kohtausten lataamiseen. Useimmat suuret lentokentät ovat mukana, ja ne löytyvät nimen tai ICAO-koodin mukaan .

Simulaattori tukee yleisten lentosimulaattorien (peräsin, polkimet, työntövivut jne.) Liitäntöjä ja useiden näyttöjen käyttöä panoraamanäkymäksi simulaatiosta. Android- järjestelmässä on joitain työkaluja kojelaudan elementtien hallintaan esimerkiksi tabletista tai älypuhelimesta.

On mahdollista hyötyä useiden prosessorien tai ytimien tuesta muokkaamalla simulaation kokoonpanotiedoston preferences.xml, olipa kyseessä yksi lanka lähtönäyttöä kohti tai useita ketjuja rinnakkain laskelmia varten.

Radiokeskuksia (säätiedot, liikenneolosuhteet) simuloidaan lentoasemien sekä radioilmailmaisimien kanssa.

Sää voidaan noutaa todellisilta sääasemilta ja integroida simulaatioon, tämä on oletusasetus. Huono sää ja niiden vaikutukset navigointiin integroidaan sitten simulaatioon, mutta on myös mahdollista pakottaa ilmasto.

Jos simulaattori simuloi oletuksena reaaliaikaisia ​​olosuhteita (päivä / yö, vuodenajat ), on myös mahdollista muokata näitä parametreja pakottamalla niitä.

Ohjelmisto tarjoaa mahdollisuuden käyttää skenaariota useiden verkossa ja simuloida siten lentoasemien ja taivaan ruuhkautumisen rajoituksia. Ohjaustornin rajapinta luotiin myös simuloimaan ohjaustornin ja lentokoneen välistä vaihtoa.

Ohjelmisto on nykyisin käytössä alle Windows (95, 98, ME, NT, 2000, XP, Vista ja 7), GNU / Linux (kaikki alustat ja jakaumat), BSD , IRIX , Solaris ja Mac OS X . Myös Androidin OpenGL ES -portti on käynnissä. Lentokoneiden versio julkaistaan ​​6 kuukauden välein (17. helmikuuta ja 17. elokuuta).

Osallistuvat parannukset

Kohtausten ja tasojen muodot, sisäiset muuttujat jne. ovat käyttäjien saatavilla ja dokumentoituja alusta alkaen. Kehittäjien tavoitteena on rakentaa perusmoottori, johon kohtauskehittäjät, kojelautasuunnittelijat, ehkä ATC- seikkailijat tai rutiininomaiset kirjoittajat , äänitaiteilijat ja vastaavat voivat lisätä.

Historiallinen

Projekti alkoi keskustelulla Internetin käyttäjien välillä vuonna 1996 , ja tuloksena oli David Murrin (joka myöhemmin hylkäsi projektin) kirjoittama ehdotus. Alkuperäinen ehdotus on edelleen saatavilla FlightGear-verkkosivustolla, ja se löytyy osoitteesta http://www.flightgear.org/proposal-3.0.1

Ohjelmointi alkoi kesällä 1996 ja vuoden loppuun mennessä tärkeät grafiikkarutiinit kirjoitettiin. Tällä hetkellä ohjelmoinnin suoritti ja koordinoi ensisijaisesti Eric Korpela Kalifornian yliopistosta Berkeleyssä . Aikaisemmin koodi toimi Linuxin, DOS: n, OS / 2: n, Windows 95 / NT: n ja Sun-OS: n alaisuudessa, mikä vaati muun muassa kaikkien järjestelmästä riippumattomien grafiikkarutiinien kirjoittamista kokonaan tyhjästä. Kehitys hidastui ja lopulta pysähtyi vuoden 1997 alussa, kun Eric valmistui opinnäytetyössään. Tässä vaiheessa projekti vaikutti kuolleelta ja postituslistaluettelossa olevien viestien määrä oli lähellä nollaa.

Curt Olson Minnesotan yliopistosta toi projektin uudelleen eloon vuoden 1997 puolivälissä. Hänen ajatuksensa oli integroida olemassa olevat ohjelmistot FlightGeariin . Työasemilla oli useita ilmaisia ​​lentosimulaattoreita eri Unix-järjestelmissä. Yksi niistä, LaRCsim (kehittänyt NASA : n Bruce Jackson ), näytti olevan täydellinen tässä lähestymistavassa. Curt otti tämän sivuun ja kirjoitti useita rutiineja, jotta se voitaisiin rakentaa ja suorittaa tarkoitetuille kohdealustoille. Keskeisenä ajatuksena oli käyttää järjestelmästä riippumatonta grafiikka-alustaa: OpenGL .

Myös älykäs päätös peruskohtaustietojen valinnasta tehtiin hyvin varhaisissa versioissa. FlightGear- kohtaus on luotu satelliittitietokantaan, jonka on julkaissut Yhdysvaltain geologinen tutkimuskeskus. Nämä kenttätiedot ovat vapaasti saatavilla Internetissä koko maailmalle. Nämä ilmaiset tiedot yhdessä FlightGeariin sisältyvien kohtausten tekemistyökalujen kanssa ovat tärkeä ominaisuus kenen tahansa luoda oma kohtaus.

Tämä FlightGearin uusi koodi - joka perustuu edelleen suurelta osin alkuperäiseen LaRCsim-koodiin - toimitettiin vuonnaHeinäkuu 1997.

Tuoreemmassa kehityshistoriassa oli tärkeitä virstanpylväitä:

• Auringon, Kuun ja tähtien näyttäminen on yksi mahdollisuus, että PC-simulaattorit ovat olleet tunnetusti heikkoja jo vuosia. Se on yksi FlightGearin suurimmista saavutuksista sisällyttää tarkka malli ja näyttö Auringosta, Kuusta ja planeetoista. Vastaavan koodin lisäsi syksyllä 1997 Durk Talsma.

• Curt Olson lisäsi tekstuurit keväällä 1998 . Tämä merkitsi merkittävää parannusta realismin suhteen. Microsoft Flight Simulatorilla oli tekstittämättömiä kohtauksia versioon 4.0 saakka. Joitakin korkealaatuisia tekstuureja toimitti Eric Mitchell FlightGear-projektille.

• Lisättiin HUD (head up display - HUD), joka perustui Hotchkissin ja Charlie Michele America -koodiin syksyllä 1997, ja Norman Vine on parantanut sitä. Vaikka HUD ei yleensä ole saatavana tosielämässä Cessna 172: lle , HUD on hyödyllinen näytettäessä tietoja juoksusimulaatiosta. Instrumentit käyttäytyvät kuitenkin kuten todellisessa lentokoneessa (virheet mukaan lukien), ja tämä voi olla hyvin huolestuttavaa oppijalle lentäjälle tai kehittäjälle.

• Parannettuaan näkymää ja tekstuureja ja lisäämällä muutamia muita mahdollisuuksia kehysnopeus putosi pisteeseen, jossa FlightGear oli epävakaa keväällä 1998. Ratkaisuna oli käyttää OpenGL-korttien laitteisto-osaa, joka tuli saataville kyseisenä päivänä; ohjelmoida "  View Frustum Culling  " (visualisointitekniikka, joka jättää huomiotta näkymän näkymättömän osan) Curt Olsonin työn ansiosta. Nämä toimenpiteet ovat tehneet FlightGearista jälleen käyttökelpoisen - myös pienitehoisissa koneissa - edellyttäen, että käytät 3D-näytönohjainta, joka tukee OpenGL-laitteistokiihdytystä. Mitä tulee kehysnopeuteen: on pidettävä mielessä, että koodia ei tällä hetkellä ole optimoitu millään tavalla, mikä antaa parantamisen varaa tulevaisuudessa.

• Alkeellinen autopilotti (kurssin pitäminen) oli Jeff Goeke-Smithin panos huhtikuussa 1998 . Sitä on parannettu lisäämällä korkeuden pito ja "maastokytkentä"Lokakuu 1998.

• Valikkojärjestelmän perusteet antoi Steve Bakerin PLIB- kannettava kirjasto kesäkuussa 1998 . Ensimmäiset valikot olivat käyttämättä jonkin aikaa, ja ne olivat aktiivisia keväällä 1999 .

Sitten PLIB kehitettiin nopeasti. Steve on jakanut sen erillisenä pakettina ajatuksena olla hyödyllinen muissa sovelluksissa keväästä 1999 lähtien . Se on tarjonnut FlightGear-grafiikan renderointimoottorin perusteet syksystä 1999 lähtien .

• Friedemann Reinhard kehitti varhain kojelaudan koodin, joka tuli saataville kesäkuussa 1998 . Tämän taulukon kehitys pysähtyi osittain OpenGL-yhteensopivuusongelmien vuoksi. Lopulta David Megginson päätti aloittaa tyhjästä tammikuussa 2000 , minkä seurauksena hallitus on nyt nopeasti kehittymässä.

• Vuonna 1998 siellä oli perusäänituki, eli kirjasto (rutiinit) ja joitain moottorin ääniä. Tämä oli Steve Bakerin panos, joka integroitiin sitten hänen jo mainittuun kannettavaan kirjastoon, PLIB. Samaa kirjastoa laajennettiin tukemaan pelikahvoja, ohjauspyöriä ja peräsimiä lokakuussa 1999 , mikä merkitsi vielä yhtä virstanpylvästä realismissa.

• Syyskuussa 1998 Curt Olson onnistui luomaan täydellisen maamallin Yhdysvalloille . Kohtaus on kaikkien saatavilla napsauttamalla karttaa osoitteessa http://www.flightgear.org/Downloads/scenery.html

Kohtausta tehostettiin lisäämällä maantieteellisiä maamerkkejä, kuten järviä, jokia ja rantaviivoja keväällä 1999 .

• Oliver Delise ja Curt Olson sisällyttivät verkkoyhteyden / moninpelin koodin alkusyksystä 1999 . Tämän ansiosta FlightGear toimi samanaikaisesti useilla koneilla lähiverkon, intranetin tai Internetin kautta; yhdessä toisella koneella toimivan lentosuunnittelijan kanssa ja paljon muuta.

• Christian Mayer ja Durk Talsma lisäsivät säähallintaa talvella 1999 . Tämä säämoduuli hallitsee pilviä, tuulia ja jopa ukkosta.

• Näkymien manuaalinen muuttaminen lentosimulaattorissa on tavallaan edelleen "epärealistista", mutta vaaditaan kuitenkin tietyissä tilanteissa. Norman Vine tarjosi yhden mahdollisen ratkaisun talvella 1999 . Norman kirjoitti koodin vaihtaakseen näkymiä hiirellä.

• Lopulta LaRCsimin ”Navion” korvattiin oletuslentokoneena Cessna 172: lla, kun siitä tuli melko vakaa helmikuussa 2000 - tervetullut muutos useimmille käyttäjille. Suorituksen aikana on nyt valittavissa useita lentomallivaihtoehtoja: Cessna 172 Tony Pedenin kehittämällä muokatulla ja parannetulla LaRCsimillä, Jon Berndtin X15 ja Christian Mayerin kuumailmapallo. Jon Berndt on investoinut paljon aikaa realistisempaan ja joustavampaan lentomalliin tehokkaammalla koneiden konfigurointimenetelmällä. "JSBSim", kuten sitä kutsuttiin, voisi lopulta korvata LaRCsimin dynaamisena lentomallina (FDM - Flight Dynamics Model), ja suunnitelmissa on lisätä joitain ominaisuuksia, kuten polttoöljyn limitysvaikutukset (NDT?), Turbulenssi , täydellinen lennonohjausjärjestelmä ja muut asiat, joita ei usein löydy yhdessä lentosimulaattorista.

Kehityksen aikana koodin uudelleenjärjestämistä yritettiin useita. Erilaisia ​​koodijärjestelmiä on pakattu. Tällä hetkellä koodi on järjestetty seuraavasti:

Käyttäjällä on oltava 3D-näytönohjain - mieluiten OpenGL-laitteistotuki. Steve Bakerin kannettava PLIB-kirjasto perustuu OpenGL: ään ja tarjoaa rutiinit grafiikan renderoinnille, äänenkäsittelylle, pelikahvoille ja muulle. SimGear, joka perustuu myös PLIb: hen, sisältää kaikki lentosimulointiin tarvittavat perusrutiinit sekä kohtausten rakentamisen OpenSceneGraph- kirjaston kautta . SimGearin päällä ovat (i) FlightGear (itse simulaattori) ja (ii) TerraGear, joka sisältää kohtausten rakentamisen työkalut.

Kesästä 1999 lähtien FlightGear on jaettu vakaaseen ja kehityshaaraan. Jokainen versionumero, kuten 0.6, 0.8 ja 1.0, viittaa vakaisiin versioihin, kun taas parittomat luvut 0.7, 0.9 ja niin edelleen viittaavat kehitysversioihin. Ohjeena on tehdä virhekorjauksia vain parillisina versioina, kun taas uusia ominaisuuksia lisätään yleensä parittomina versioina, joista kun kaikki on vakiintunut, tulee seuraava vakaa versio, jonka luku lasketaan lisäämällä 0,1.

Se ei todellakaan ole täydellinen tarina, ja joitain ihmisiä, jotka ovat antaneet merkittävän panoksen, ei todennäköisesti nimetty. Jo mainittujen kirjoitusten lisäksi Steve Baker, Jon S. Berndt, Oliver Delise, Christian Mayer, Curt Olson, Tony Peden, Gary R. Van Sickle, Norman Vine ja muut tekivät huomattavaa sisäistä rakennustyötä. Täydellisempi luettelo osallistujista löytyy käsikirjasta ja myös koodin mukana toimitetusta Kiitos-tiedostosta. FlightGear-verkkosivusto sisältää myös yksityiskohtaisen historian kaikista merkittävistä tapahtumista osoitteessa http://www.flightgear.org/#news/

Huomaa nykyinen saapuminen marraskuu 2004 japanin- ja ranskankielinen käännös virallisesta sivustosta, liittymällä saksalaisen yhteisön kanssa tämän lentosimulaattorin kansainväliseen yhteisöön.

Ohjelmisto

Simulointimoottori on SimGear. Sitä käytetään yhtä paljon loppusovelluksiin kuin tutkimusympäristössä, kuten lentosimulaatioiden kehittämiseen. Renderointimoottori on organisoitu OpenSceneGraph , johon lisätään erityiset FlightGear-tehosteet (mukaan lukien varjostimet).

Tätä Flightgear-laitteen monipuolisuutta kuvaa täydellisesti käytettävissä oleva laaja valikoima lentokoneita, jotka vaihtelevat purjelentokoneista ja helikoptereista , mukaan lukien yksityiset lentokoneet , lentokoneet ja hävittäjät , pommikoneet ja moniravat tai avaruussukkula . Nämä lentokoneet ovat peräisin FlightGear- yhteisöstä . Siellä on myös UFO (kutsutaan ufoksi), joka sallii halun liikkua helposti ja helposti ympäri planeettaa, säiliö Joulupukin , 2 CV: n ja joitain tieteiskirjallisuussarjojen avaruusaluksia.

Tällä hetkellä käytettävissä on vain yksi maaston renderointimoottori: TerraGear, joka koostuu eri moduuleista ja kehittyy ajan myötä. Siihen on mahdollista lisätä satelliittikuvia muutamalla lisäyksellä. Se hallitsee rakennusten sisällyttämistä OpenStreetMap-kartalta , vuonna 2018 Havaiji sisällytettiin oletusarvoisesti näiden rakennusten mukana ja vuoden 2020 alussa osa Islantia . Jos se on käytössä, TerraGear käyttää TerraSync-ohjelmaa planetaarisen skenaarion hakemiseen palvelimilta Internetin kautta. Se palauttaa alueen, kun lentokone saapuu siihen, ja pitää ne kiintolevyllä. On mahdollista lisätä skenaarioita planeetan eri osista, joita jotkut avustajat ovat tarkentaneet. Tai parantaa skenaariota ohjelmistosivuston työkalujen avulla.

Skenaario sisältää suurimman osan planeetan suurimmista lentokentistä ja monia lentopaikkoja, jotka perustuvat yhteistyökehityksen tietoihin, joita käytetään X-Plane- simulaattorin kanssa . Saatavilla on myös lentotukialus, jonka Flightgear 2020.1: n jälkeen on mahdollista sijoittaa haluttuun paikkaan.

Sääsimulaatioihin kuuluvat 3D-pilvet, salama ukkosmyrskyjen aikana, kaatosade, sumu, sumu, säästä riippuvat auringonvalaistusvaikutukset ja auringonnousu tai -lasku. Raportissa otetaan oletusarvoisesti huomioon nykyinen aika ja sää lentokoneen sijainnissa METAR- tietojen ansiosta , mutta nämä tiedot voidaan deaktivoida tai pakottaa eri aika tai ilmasto.

• Auringonlasku Caracasin lentokentän yli (v3.7, 2015)

• sumu Lago di Guardian vuorten päällä, topografiset tiedot Corine-maanpeitteestä

Dynaamiset lentomallit

Lentomalli on se, miten lentokonetta simuloidaan ohjelmassa. FlightGear voi käyttää useita nykyisin käytettävissä olevista kolmesta lentomallista ja jokainen lentokone on ohjelmoitava nimenomaan yhdelle näistä malleista.

Ensimmäisissä versioissa käytettiin NASA: n kehittämää LaRCsim-mallia , joka myöhemmin korvattiin joustavammilla malleilla:

• JSBSim - Oletusmalli vuodesta 2000 . JSBSim lento malli sisältää kaikki aerodynaaminen tiedot lentokoneen, joka määrittää sen käyttäytyminen, kuten hissin ja vedä kertoimia , nosta / vedä muutoksia johtuen siivekkeet, laskusiivekkeet, maavaikutuksessa ...
• YASim - Toinen malli, joka käyttää eri algoritmeja, on ollut saatavana vuodesta 2002 versiossa 0.7.9. Tämä lentomalli toimii eri tavalla: se sisältää lentokoneen muodon (rungon sijainti, siivet, ohjauspinnat jne.) Ja simuloi lentokoneen käyttäytymistä näistä tiedoista.
• UIUC - Toinen malli, jonka on kehittänyt UIUC Applied Aerodynamics Group Illinoisin yliopistossa Urbana - Champaignissa , joka käytti LaRCsimia.

Yhteistyökartoitus

Ohjelmistokartta on oletusarvoisesti Maan kartta , joka on mallinnettu kokonaisuudessaan vaihtelevalla tarkkuudella. Se käyttää yhteistyörakennetta sekä OpenStreetMap- datan kautta että maanpäällisten infrastruktuurien mallintamista sekä käyttäjien muokkaamista maaston ja tekstuurien avulla.

Tietoja saatavilla vapaan lisenssin , maaston korkeuden , perustuu satelliittidataan, SRTM , GSHHS sekä Euroopassa, lisääntynyt tarkkuus, Corine Land Cover , käytetään myös.

Lentokentät käyttävät X-Plane- tietokantaan käyttäjien yhdistämää ja ilmaisen lisenssin mukaista tietoa kiitoteille ja rullausteille. Toisaalta lentokenttärakennukset ovat FlighGear-käyttäjien mallinnamia.

OpenStreetMapia käytetään pääasiassa teiden, jokien mallintamiseen ja eri alueiden erottamiseen (metsät, aavikot, kaupungit, kylät, pellot jne.). OSM2City, järjestelmä, jolla luodaan automaattisesti volyymi-infrastruktuurit (rakennukset, majakat, tuuliturbiinit jne.), On ollut olemassa myös vuodesta 2017 lähtien, mutta sitä käytetään tällä hetkellä vain käyttäjien luomiin skenaarioihin, ei vakiokartan perusasetuksissa. Nämä kaksi on mahdollista sekoittaa määrittämällä näiden skenaarioiden polku FlightGearia käynnistettäessä.

Järjestelmä maan pinnan muodostamiseksi perustuu näihin eri elementteihin, ja sitä päivitetään epäsäännöllisin välein parannustensa ja uusien tietojen saapumisen perusteella lähteisiin.

Planeetan koko maasto voidaan ladata dynaamisesti pelin aikana tälle simulaattorille luodun Terrasync-järjestelmän ansiosta.

Huomautuksia ja viitteitä

1. https://sourceforge.net/projects/flightgear/files/release-2020.3/
2. http://edcwww.cr.usgs.gov/doc/edchome/ndcdb/ndcdb.html että Yhdysvalloissa , ja http://edcwww.cr.usgs.gov/landdaac/gtopo30/gtopo30.html varten muut maat
3. (in) "  Muutosloki 2020,1  " päälle FlightGearin
4. (in) "  Osm2city.py  " päälle Fligthgear.org

Liitteet

Aiheeseen liittyvät artikkelit

• Luettelo ilmaisista videopeleistä

Bibliografia

• (in) Perry (2004). "FlightGear Flight Simulator". 

Ulkoiset linkit

• (en) Virallinen verkkosivusto
• FlightGearin ranskalainen sivusto
• (en) Tietoja FlightProSimista, ProFlightSimulatorista ja EarthFlightSimistä