微软的全新飞行模拟器让飞行和湍流更加逼真

十多年后，微软正式发布了其著名飞行模拟器的下一个版本。这款游戏本周在 PC 上发布，虽然任何像飞行这样复杂的计算机模拟都无法完全模拟现实世界中发生的事情，但该程序值得称赞，因为它已经接近了。

上个月，我们了解了模拟器如何模拟世界。它使用人工智能来执行任务，例如重建一些建筑物形状或确定树木等景观特征应该位于何处。其他计算机技术使它们能够描绘水中的波浪等元素，或照亮世界和驾驶舱内部的光线。

但当然，地面飞行员启动模拟器是因为他们想飞。以下是与微软合作开发这款游戏的 Asobo Studio 如何实现逼真的空气动力学的。

Asobo Studio 首席执行官 Sebastian Wloch 表示：“每次模拟都是对现实的近似。我不知道我们什么时候才能真正模拟出一架真实的飞机，让所有微小的空气原子飞过。”换句话说，目前还没有黑客帝国这样的东西。当然，军事飞行员和商业飞行员使用的模拟器（例如 F-35）与您在家中的桌面上运行的模拟器完全不同。其中一些甚至可以移动：例如，我曾经有机会在路易斯安那州巴克斯代尔空军基地的大型模拟器中短暂驾驶一架巨大的 B-52 飞越虚拟拉斯维加斯。

尽管如此，微软飞行模拟器与 2006 年版（上次发布）的主要区别之一在于程序模拟飞机在空中飞行的方式。之前的版本将飞机描绘成空间中的一个点，但现代程序考虑了 Wloch 所描述的飞机表面上的“数千个”点，以及这些表面如何受到流动空气的影响。

要理解两种飞行建模方法之间的区别，不妨考虑一下湍流。想象一下这种情况，地面上有一股上升气流：“一架飞机正在飞过一座山，只有飞机的右侧（右翼）接触到上升气流，而左侧没有，”沃洛克解释道。飞机会做出反应，右侧会被向上推。如果你是飞机上的乘客，你可能会感觉到它，也许是左右摇晃。这与飞机直接上下颠簸不同，就像它是一个在空中移动的单点一样。

沃洛克说，2006 年计划中的湍流只是“随机震动”。“我们想要的是真实的 3D 湍流。”

为了做到这一点，他们不能只将飞机描绘成空间中的一个点，甚至不能描绘成空间中的两个点，例如左翼和右翼。“我们模拟了许多不同的表面，”他补充道。

团队需要将飞机表现为受到空气冲击的多个表面的另一个原因是捕捉一种称为旋转的现象，即飞机向下坠落并转弯。“旋转是指：左翼飞行，右翼失速，”Wloch 解释道。（也可能是相反的情况。）“如果你进行单点模拟，就不会出现旋转。”

捕捉不同机翼形状的失速方式也是如此：机翼向后倾斜的客机的行为与平翼飞机的行为不同。

Wloch 表示，该程序甚至利用虚拟风洞来确保飞机性能正常，这个过程会在您加载游戏时发生。“它会调整飞机，使其按照预期飞行，”他指出。

团队在制作这款游戏​​的过程中学到的一个教训是，同一品牌和型号的飞机之间会略有不同。“每架飞机都不一样，”Wloch 说。每架飞机的性能可能会因各种因素而略有不同，例如它们的维护方式，或者机轮上是否有空气动力学罩。“目前在模拟器中，我们有一架飞机的版本，”他说。这架模拟飞机的飞行方式可能与现实世界中同一型号的特定飞机略有不同。这一事实让 Wloch 开始思考：“几乎每架飞机都有灵魂，对吧？”