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          虛象顯示與準(zhǔn)直顯示 —仿真專業(yè)詞義辨析之二

          2025-6-20 16:25| 發(fā)布者: 孺子牛 |原作者: 孺子牛|來自: 原創(chuàng) 54 2

          摘要: 虛象顯示與準(zhǔn)直顯示是飛行模擬器視景模擬系統(tǒng)中兩個(gè)重要的名詞,本文對這兩個(gè)名詞進(jìn)行了詳細(xì)的分析、

           

          在飛行模擬器和其它的一些模擬器(如坦克、汽車駕駛模擬器……等)的視景系統(tǒng)中,其顯示系統(tǒng),有的稱為虛象顯示系統(tǒng),有的稱為準(zhǔn)直顯示系統(tǒng)。在多數(shù)情況下,人們所指的是同一個(gè)具體的系統(tǒng)。但是,從光學(xué)的概念來說,虛象顯示系統(tǒng)和準(zhǔn)直顯示系統(tǒng)并不能完全等同。有的虛象顯示系統(tǒng)也是準(zhǔn)直顯示系統(tǒng),有的虛象顯示系統(tǒng)卻不是準(zhǔn)直顯示系統(tǒng)。

          所謂“虛象”,或虛像(virtual image),簡單的說,就是虛無的象(或像)。人們從鏡子中看到的象,就是虛象。不論是從平面鏡還是曲面鏡(當(dāng)然包括球面鏡),也不論是從凸透鏡透視過來的還是從凹面鏡反射的,統(tǒng)統(tǒng)都是虛象。

          例如,家庭用的鏡子,是一個(gè)典型的平面反射鏡,而平面反射鏡的基本性質(zhì)是對實(shí)物形成虛象,物和虛象對稱于反射面,物和虛象在反射面的兩側(cè)。無知的嬰兒常常要到鏡子的背后尋找鏡子中的人,當(dāng)然是找不到的,因?yàn)殓R子背后根本就沒有人。人們平常使用的放大鏡,是一種凸透鏡,通過放大鏡看到的是放大了的虛象。這種虛象與物在同一側(cè)。人們從凹面鏡中看到的虛象,物和虛象也在反射面的兩側(cè)。

          因此,凡是通過鏡面所看到的象,都是虛象。這樣說來,在各種各樣的模擬器中,只要是從鏡面中看到景象,這種顯示系統(tǒng)就是虛象顯示系統(tǒng)。

          虛象是相對實(shí)象而言的。所謂“實(shí)象”(real image),就是在象面上存在的真實(shí)的象。例如,掛在墻壁上的畫和照片,計(jì)算機(jī)和電視機(jī)屏幕上的圖象,電影屏幕上的景象……等,都是實(shí)象。

          準(zhǔn)直(collimation

          所謂“準(zhǔn)直”,也是光學(xué)中的一個(gè)名詞,也就是平行光的意思。例如,平行光管(collimator),或稱為準(zhǔn)直光管,是一種能夠提供無窮遠(yuǎn)目標(biāo)和平行光束的光學(xué)儀器。

          在各種駕駛訓(xùn)練模擬器在中,特別是飛機(jī)飛行模擬器中,飛行員所看到的外部景物的距離通常都是比較遠(yuǎn)的(幾十米以上),而在光學(xué)系統(tǒng)中,10米以上的距離通常就稱為無窮遠(yuǎn)。也就是說,遠(yuǎn)距離發(fā)射的光線基本上是平行的。因此,除少數(shù)模擬器的部分視窗(如直升機(jī)的下視窗,汽車模擬器的邊窗等)外,對于大多數(shù)模擬器的視景系統(tǒng)來說,應(yīng)該采用準(zhǔn)直顯示系統(tǒng)。圖1是一種小視場角的同軸式準(zhǔn)直顯示系統(tǒng),顯象管發(fā)出的光線,經(jīng)過分光鏡的反射,再經(jīng)過球面反射鏡反射,透過分光鏡,達(dá)到飛行員的眼睛。由于顯象管屏幕的位置正好在球面反射鏡的焦面上,所以球面反射鏡反射的光線是平行的。

          虛象顯示與準(zhǔn)直顯示    —仿真專業(yè)詞義辨析之二-1116

                 圖同軸準(zhǔn)直顯示系統(tǒng)

          又由于球面反射鏡的主軸光線與飛行員的視野中心軸線重合,所以稱為同軸準(zhǔn)直系統(tǒng)。

          2是當(dāng)前世界上最流行的一種寬視場角的離軸式準(zhǔn)直顯示系統(tǒng)。

          虛象顯示與準(zhǔn)直顯示    —仿真專業(yè)詞義辨析之二-933

                 圖2 離軸準(zhǔn)直顯示系統(tǒng)

           

          在這個(gè)系統(tǒng)中,投影器將圖象投影到具有半透射性能的后投影屏幕上,形成實(shí)象,而它的位置也正好在準(zhǔn)直反射鏡的焦面上,所以準(zhǔn)直反射鏡反射的光線也是平行的。由于準(zhǔn)直反射鏡的主軸光線與飛行員的視野中心軸線有一個(gè)夾角,故稱為離軸準(zhǔn)直系統(tǒng)。

          此系統(tǒng)中的準(zhǔn)直反射鏡,既可以是球面反射鏡,也可以是拋物面鏡。從理論水來說,球形凹面鏡只有近軸光線才是平行的,拋物面鏡則可使遠(yuǎn)軸光線也是平行的。由于飛行模擬器所要求的視場角比較大,因此采用拋物面鏡更為合適些。

          從上述兩種準(zhǔn)直顯示系統(tǒng)來看,它們也都是虛象顯示系統(tǒng)。但是,如果將圖3的球面反射鏡改為平面鏡,雖然也是一個(gè)虛象顯示系統(tǒng),但卻不是準(zhǔn)直顯示系統(tǒng)。

          由此可見,準(zhǔn)直顯示系統(tǒng)只是虛象顯示系統(tǒng)的一個(gè)分支。對于具有準(zhǔn)直作用的顯示系統(tǒng),以稱“準(zhǔn)直顯示系統(tǒng)”為好,因?yàn)樗苯颖砻髁怂男阅芴卣鳌?/span>

           

           


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          詳細(xì)的分析,很不錯(cuò)
          2025-7-9 23:09
          Ssssssrrrrr
          2025-7-2 09:55

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