基于Unity3D的高射炮攔截戰斗機視景仿真

【摘要】為了展現高射炮攔截戰斗機的過程，在建立了高射炮以及戰斗機模型的基礎上，基于視景仿真技術，采用Unity3D虛擬現實開發引擎，建立了視景仿真系統的仿真場景、設計了仿真特效、高射炮發射炮彈的運動以及飛機飛行的C#腳本，通過仿真測試所設計的視景仿真系統能夠較為真實地展現高射炮攔截戰斗機的過程，所設計系統的思路可為高射炮的攔截應用提供一定的參考。

【關鍵詞】高射炮|Unity3D|攔截|戰斗機

現代戰爭實踐表明，隨著空中打擊力量的日益強大，空襲不僅已成為進行現代高技術戰爭的基本手段，而且已發展成為對戰局起著決定性作用的戰爭樣式。現代高炮武器系統作為一種近程低空、超低空末端防御武器系統，具有初速大、射速高、命中精度和毀傷概率高、反應時間短、抗干擾性能等優點，可以預見，在未來的高技術戰爭中，高炮武器系統仍然是一種其他武器無法替代的重要的末端防空武器，是未來聯合防空作戰體系中不可缺少的組成部分。

隨著虛擬現實技術的發展與普及，越來越多的企業與院校開始利用虛擬現實技術進行仿真平臺開發、場景模擬展示等研究，通過計算機仿真的辦法建立可視化仿真系統來獲取高炮防空作戰能力的各種數據，對正在研制的高炮系統進行測試，改造以及評估技術性能等都有著重要的意義。

一、仿真場景構建

在仿真場景構建中，首先創建一個地形，添加天空盒，構建一個基本的3D場景；然后設置高射炮位置，指揮所位置等，其中高射炮等模型均采用UG建立，然后導入到Unity3D中。

地形通過選擇“Terrain”在場景中創建地形“Terrain”，在檢視器中對“Terrain（Script）”項目進行設置，通過對地形高度、地形平整度、地形貼圖等變量進行相關設置，從而構建場景所需的地形，設置完成的地形如圖1所示。

點擊菜單“Game Object”選擇“Create Other”再選擇“Directional light”，在場景中創建一個平行光對象；點擊菜單“Assets”選擇“Import Package”下的“Skyboxs”，導入天空盒材質包，在項目“Hierarchy”窗格中，選擇“Main Camera”，點擊菜單“Componet”下的“Rendering”下的“Skybox”選項，在檢視器的“Skybox”變量下的“Custom Skybox”，為場景添加一個天空盒材質“Sunny2 Skybox”。

在地形和天空盒創建完成后將高炮模型添加到地形系統，在檢視器中修改高射炮的“Transform”變量，確定其在場景中的位置，然后將多個戰斗機和直升機的模型拖放到窗格之中，確定其在場景中的位置，高炮和目標飛機的位置分別如圖2和圖3所示。

二、構建炮彈與飛機運動

在實現場景中的高射炮彈與戰斗機對象碰撞時，首先需要設置發射炮彈的位置，然后實例化炮彈預制件，發射炮彈；實例化敵方戰斗機或直升機，實現炮彈飛行。

（一）炮彈發射

首先建立一個空對象，修改名稱為“LuncherPos”，在檢視器中設置其到高射炮的炮口位置，并將其Z軸設置到炮口的延長線上。復制一個“LuncherPos”，修改名稱為“LuncherPos2”，移動到另一個炮口。

重新建立一個空置對象，將“models”目錄下的“danwan”模型拖入“Hierarchy”窗格下新建的空置對象之中，形成父子對象。為“danwan”對象新建一個膠囊碰撞體，同時設置其為剛體，勾選“Use Gravity，danwan”的設置。隨后將整個“danwan”父子對象拖入prefab目錄，形成一個預制件。最后使用C#代碼實現對炮彈的實例化發射。

（二）飛機的運動

構建戰斗機模型，實現戰斗機的不斷循環運動。其設置過程和方法與炮彈的設置類似，這里不再贅述。不同的是實現的C#代碼不同，炮彈的運動依托彈道方程的解算，而戰斗機的運動則是采用隨機的初始速度進行定直平飛。程序運行以后戰斗機就可以不斷地出現在視景環境中。

（三）碰撞檢測及爆炸特效

實現戰斗機或者直升機被高射炮摧毀或者，高射炮彈落地爆炸的效果，需要設置對象之間的碰撞檢測，為需要進行碰撞檢測的對象設置剛體以及碰撞體，并在碰撞體變量中勾選“Is Trigger”。通過void On Trigger Enter（Collider other）實現碰撞檢測的開啟。

當炮彈擊中戰斗機后需要產生爆炸效果，此時需要采用粒子系統實現爆炸特效。在檢視器中對粒子系統的不同變量進行設置，調整效果，設置相應的變量，使其顯示成爆炸效果。

三、仿真結果

仿真界面中央有十字瞄準器，用于準確攔截戰斗機。當高射炮陣地開火進行攔截作戰時，多門高射炮開火，會摧毀戰斗機或直升機，如圖4所示。在戰斗機或直升機被摧毀之后，重新生成新的戰斗機或直升機，繼續在防空陣地上方飛行。

四、結語

空襲戰術的低空化，防空導彈已經不能滿足防空要求，高炮防空再次受到各國的重視，高炮開始朝著系統化信息一體化發展。結合高炮在攔截各類目標的應用，本文借助視景仿真技術對高炮攔截戰斗機的過程進行了視景仿真設計，通過仿真真實地反映高射炮攔截戰斗機的作戰過程，可為未來高炮攔截類視景仿真的應用和仿真評估提供一定的支撐。中國軍轉民

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（作者單位：郝鋼，駐沈陽地區第二軍事代表室；任華杰，海裝沈陽局駐沈陽地區第三軍事代表室；孫琳、李玲，遼沈工業集團有限公司；王巖，沈陽億贏機械零部件科技有限公司）