Come creare scenari virtuali per simulatori di volo ludici - Mimos

Come creare scenari virtuali
per simulatori di volo ludici
• Presentazione di Volo Virtuale Torino
• Flight Simulator
• Il mondo di FS
• La catena di un scenario
1. Mesh terrain
2. Landclass o photoreal
3. La costruzione di un aeroporto

Volo Virtuale Torino : Chi siamo
• Volo Virtuale Torino nasce nel 1995
• Siamo in primo luogo tutti appassionati di volo
ed aviazione
• L’ avvento dei simulatori su p.c. ha permesso di
avvicinarci in modo più completo al volo,
conoscendo anche piloti “real”, che ci hanno
dato la possibilità di volare con loro e pilotare
aerei veri ( aerei A.G. )
• Per colmare le lacune del simulatore, abbiamo
iniziato l’ attività di sviluppo scenari.
www.vvtorino.it

Flight Simulator Microsoft
• Era il 1982 quando la Microsoft acquistò i diritti sulla
versione per sistemi IBM del simulatore di volo della
SubLOGIC, azienda del primo sviluppatore del
simulatore Bruce Artwick, che lo aveva creato nel
1976. Nello stesso anno la Microsoft lanciò il titolo di
quello che dopo oltre 2 decenni è diventato molto di
più che un videogioco.
• Ad oggi, l'ultima versione è quella X pubblicata il 13
ottobre 2006, dove grazie ad una nuova grafica, ed
alle migliaia di aeroporti presenti (gestiti da un ATC
realistico), si sono raggiunte insuperabili vette di
realismo.

Il mondo dei simulatori ludici ( Microsoft F.S. )
• Ormai una via di mezzo tra la simulazione
professionale ed il gioco.
• Le ultime versioni rappresentano in modo quasi reale
l’ ambiente in cui si vola, e le dinamiche di volo dei
velivoli.
• Alcuni “difetti” : la terra è piatta e quindi non si
riescono a ricreare certe situazioni ( es. piste in
pendenza ), mentre rappresentare ciò che circonda l’
aereo al massimo dettaglio richiederebbe HW
costosissimi, non accessibili a tutti.

La catena di uno scenario per F.S.
3 Componenti fondamentali:
• Orografia (terreno e rilievi) � Mesh Terrain
• Tessiture (decorazione dei rilievi)
� Landclass
� Photoreal
• Oggetti 3D � Aeroporti
� altri oggetti

Lo scenario in un simulatore ( FS )
Mesh terrain
• Compito principale : riproduce l’ orografia del
terreno,cercando di essere il più fedele possibile
a quello “real”.
• Viene ricavato elaborando Modelli di Elevazione
Digitale (DEM) di varia origine (e, ovviamente,
di pubblico dominio), es.:
– DTED Level 0 (Digital Terrain Elevation Data)
risoluzione 30 arcsec � 900 m
– SRTM 2 Shuttle Radar Topography Mission)
risoluzione 3 arcsec � 90 m

Mesh Terrain
A volte è necessario correggere e/o integrare a
mano i dati relativi a zone particolari.
Es.:
– Risoluzione insufficiente per rappresentare un
rilievo caratteristico (Massiccio del Bianco,
Cervino, Vesuvio, Cime di Lavaredo)
– Artefatti ed errori
– Buchi nel rilevamento radar (es.: SRTM)
– Irregolarità nella transizione terra / mare,
onde di varia altezza / profondità

Mesh Terrain
A volte è necessario abbandonare i DEM e
modellare i rilievi come oggetti …

Lo scenario in un simulatore ( FS )
• Si crea partendo da dati altimetrici
georeferenziati ( ogni punto abbinato ad un
coordinata ben precisa )
• Elaborando questi dati con appositi software si
ottiene la mappa come in figura

Mesh Terrain
• Convertendo i dati così elaborati, in modo da essere
letti dal simulatore si arriva a questo risultato

Comparazione tra virtual e real

Landclass : il vestito
• Mesh terrain generato : un manichino senza
abiti.
• Il landclass definisce come deve essere fatto l’
abito :
– Dove rappresentare città e paesi
– Dove rappresentare vegetazione / deserto
– Dove rappresentare acqua ( mari, laghi e
fiumi ) e le coste.
• Il tutto, cercando di differenziare l’aspetto visivo
in funzione di: località geografica (es.: città
europea o città USA) e stagione.

• Due possibili soluzioni
Landclass : il vestito
1. Usare ciò che propone il simulatore (
eventualmente modificato ), e quindi utilizzare
una vista “sintetica” del terreno.
2. Creare un landclass partendo da immagini
satellitari, unite tra di loro come un mosaico, sulle
quali vengono definite le classi di terreno.

Landclass : il vestito
Rappresentazione “sintetica” del Piemonte

Landclass : il vestito
Rappresentazione “satellitare” del Piemonte

Landclass : il vestito
Rappresentazione “sintetica” del Piemonte

Landclass : il vestito
Rappresentazione “satellitare” del Piemonte

Landclass : il vestito
• Soluzione A : Rappresentazione sintetica
1.permette di sfruttare al 100% la funzione di
“autogen” del simulatore ( funzione che
automaticamente visualizza edifici, vegetazione,
etc, in base alla definizione del landclas ).
2.Non può riprodurre fedelmente il paesaggio.
3.In certe situazione carica eccessivamente la cpu /
gpu con conseguente calo del frame rate.

Landclass : il vestito
• Soluzione B : con immagini satellitari
1. L’ impressione è quella di volare su un territorio
“real”, anche con foto a bassa risoluzione.
2. In termini di impegno cpu/gpu le cose migliorano
3. Sotto una certa quota l’ immagine rimane
sfuocata
4. Niente autogen all’ origine. Si può ottenere ma
con un grosso lavoro, quasi da certosino.
5. Le immagini sono protette da copyright, e quindi
non possono essere distribuite liberamente.

Landclass : il vestito
6. Niente cambi stagionali.
7. Le ombre sul terreno sono impossibili da
eliminare e contrastano con le condizioni di
illuminazione simulata
9. Lo scenario generato richiede parecchio
spazio sul disco fisso.
10. Non sempre la qualità delle immagine è
ottimale, e quindi necessita di essere ritoccata.

Oggetti 3D
• Oggetti 3D : sono oggetti “custom” che
permettono di ricreare con grande fedeltà un
luogo qualsiasi.
• Solitamente si usano per ricreare l’ esatta
configurazione di un aeroporto, e/o zone tipiche
di una città.

Oggetti 3D
• Come si costruisce un aeroporto virtuale
Carte / Piantine con edifici / piste / vie di rullaggio etc…
Foto dei vari edifici, location dei cartelli e segnaletica verticale
( fase più complicata )

Oggetti 3D
• Come si costruisce un aeroporto virtuale
1. Si disegna l’ oggetto con un editor 3D ( Gmax )

Oggetti 3D
• Come si costruisce un aeroporto virtuale
2. Si eliminano le facce non visibili, per ridurre il numero di poligoni
che la GPU deve visualizzare.
3. Si elaborano le foto per trasformarle in file in formato BMP e
renderle adatte alla fase di “texturizzazione” degli oggetti.
La texture è un “collage” di parti di foto
che vengono messe in un unico file, e
che servono per “tappezzare” le facce
dei solidi che compongono l’ oggetto.

Oggetti 3D
• Come si costruisce un aeroporto virtuale
4. Si selezionano le parti della texture da applicare sulle singole
facce.

Oggetti 3D
• Come si costruisce un aeroporto virtuale
Ecco il risultato finale

Oggetti 3D
• Come si costruisce un aeroporto virtuale
5. Con lo stesso sistema di costruiscono tutti gli altri oggetti.

Oggetti 3D
• Come si costruisce un aeroporto virtuale
6. Ultimo passo, è quello di assegnare le coordinate geografiche agli
oggetti e trasformarli in un formato che possa essere interpretato dal
simulatore.
7. E quindi si
passa alla
fase di
verifica.

Oggetti 3D
• Come si costruisce un aeroporto virtuale
8. Con altri tools si creano piste, vie di rullaggio, parking, e tutto quello
che serve per completare l’ aeroporto.

Oggetti 3D
• Come si costruisce un aeroporto virtuale