Brevet FR2641884A1 — publié le 19900720

GENERATEUR D'IMAGES POUR UN SIMULATEUR DE TIR La présente invention concerne un générateur d'images pour un simulateur de tir. On connaît d'après le Brevet français 2 141 124 un dispositif générateur d'images pour un simulateur tel qu'un simulateur de tir au canon. Un tel générateur d'images permet de représenter en temps réel les images de paysage vues par le tireur pour tout déplacement du canon, et d'y incruster des images de cibles. Cependant, ce dispositif connu ne permet de représenter qu'une cible à la fois, au centre de l'image !0 0 produite. Le défilement de l'image, simulant les déplacements angulaires du canon par rapport au paysage représenté sur cette image, se fait par décalage de la synchronlsation du moniteur sur lequel est visualisée cette image. Un tel procédé ne permet pas d'effectuer des mouvements de canon de grande amplitude. La présente invention a pour objet un dispositif générateur d'images pour un simulateur du type précité, dispositif qui permette de visualiser des images de paysage diverses et à grand champ optique dans lesquelles puissent apparaître simultanément plusieurs cibles mobiles différentes à trajectoires différentes, ce dispositif étant le moins onéreux possible. Le dispositif générateur d'images conforme à l'invention comporte un générateur d'adresses adressant au moins une mémoire vidéo, un générateur de fenêtre temporelle asservi aux mouvements du canon et définissant une fenêtre dans une partie de la mémoire vidéo, et un dispositif séquenceur. Selon un aspect de l'invention, la mémoire vidéo est organisée. en une mémoire de masse, une mémoire locale de distances à l'observateur de différents points d'un paysage, une mémoire locale de paysage et au moins une mémoire locale 264 1884 d'objets mobiles. Selon un autre aspect de l'invention, Iorsqu'il y a plusieurs mémoires d'objets mobiles, ces mémoires sont reliées à un décodeur de priorité déterminant l'objet mobile le plus proche de l'observateur. Selon encore un autre aspect de l'invention, les mémoires de distances de points d'un paysage, de paysage et d'objets mobiles sont reliées à un mélangeur numérique dont la sortie est reliée à un générateur graphique, lui-même relié à un dispositif de visualisation. Selon encore un autre aspect de l'invention, on intercale entre le mélangeur numérique et le générateur graphique un générateur d'effets spéciaux. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation pris comme exemple non limitatif et illustré par le dessin annexé dont la figure unique est un bloc-diagramme de ce mode de réalisation. Le dispositif de production d'images décrit ci-dessous est destiné à un simulateur de tir, simulant par exemple un poste de tir au canon de petit calibre monté sur un véhicule léger, ou un lanceur de missiles portable. Un tel simulateur comporte essentiellement une partie mécanique reproduisant le plus fidèlement possible le poste de tir, et une partie de visualisation comprenant un dispositif de production d'images et au moins un écran de visualisation. Des capteurs de position sont disposés sur l'arme simulée du poste de tir pour commander le défilement des images de paysage en fonction des mouvements de cette arme, ces images étant produites par le dispositif de production d'images. L'invention se rapporte au dispositif de production d'images, les autres éléments du simulateur peuvent être des éléments habituellement utilisés dans un tel simulateur, et ne seront pas décrits en détail ci-dessous. Le dispositif de production d'images 1 représenté schématiquement sur le dessin, comporte une mémoire de masse 2, de préférence de type numérique. Dans la mémoire 2, on stocke: différentes images de paysage, différentes images de cibles, et différentes données relatives à ees images: distances à l'observateur de leurs points caractéristiques (objets verticaux, obstacles, changements brusques de relief, etc...) ainsi que des conditions de visibilité (jour/nuit, brouillard...). La mémoire de masse 2 est reliée à: une mémoire locale de distances 3, une mémoire iocale de paysages 4 et à un ensemble 5 de mémoires locales individuelles de cibles. Les mémoires de l'ensemble 5 sont reliées, chacune via un générateur d'effets locaux et de télémétrie, à une entrée correspondante d'un décodeur de priorité 6. L'ensemble de générateurs d'effets locaux et de télémétrie est référencé 7. Les effets locaux peuvent par exemple être des "effets d'herbe" créés à la base des véhicules terrestres pour rendre leurs déplacements plus réalistes et mieux visibles. On relie également au décodeur 6 un générateur d'effets de tir 8. Dans le mode de réalisation préféré, ce générateur 8 est organisé de la même façon que l'une des mémoires 5. Les sorties des mémoires 3 et 4 et du décodeur 6 sont reliées à un mélangeur numérique 9. Le mélangeur 9 est relié via un générateur d'effets spéciaux 10 à un processeur graphique 11. Le processeur 11 est relié à un moniteur de visualisation 12 d'élève-pilote et à un moniteur d'instructeur 13. Un calculateur central 14 commande les différents éléments 2 à 11, et est relié à un séquenceur 15 qui distribue des signaux de séquencement à tous ces éléments 2 à 11, signaux qu'il élabore à partir du signal d'horloge du calculateur. Ces signaux de séqueneement sont élaborés, de façon bien connue en soi, pour commander le fonctionnement synchrone des éléments précités. Ce sont des signaux d'horloge, de remise à zéro de registres, de chargement de registres, etc. Le calculateur 14 est également relié à une mémoire de programme 16 qui contient le programme de commande des divers éléments du simulateur, ainsi que divers programmes de "scénarios" d'entraînement. Chacune des mémoires locales 3,4, chaque mémoire de cible 5 et le générateur 8, comportent un générateur d'adresse GA et un générateur de fenêtre GF. Chaque générateur de fenêtre GF détermine dans la mémoire correspondante une fenêtre dont le contenu est destiné à être Visualisé sur les dispositifs 12,13. Il détermine en particulier les dimensions horizontale et verticale de cette fenêtre. Le générateur d'adresse GA détermine l'emplacement de cette fenêtre par rapport à l'écran de visualisation. II fournit par exemple les coordonnées du coin supérieur gauche de cette fenêtre au générateur GF. Les générateurs d'adresse des mémoires 3 et 4 sont commandés en fonction de l'orientation de l'arme du simulateur, grâce aux capteurs de position fixés sur cette arme. Les générateurs d'adresse des mémoires 5 sont commandés par le programme de "scénario' précité et/ou par un instructeur grâce à un clavier 17 d'entrée de données, ou dispositif similaire, relié au calculateur 14. Les générateurs de fenêtre des mémoires 3 et 4 sont commandés par l'élève pilote grâce à un dispositif 18 d'introduction de données tel qu'un "joystick" également relié au calculateur 14. Les générateurs de fenêtre des mémoires 5 sont commandés par le programme de scénario et/ou par l'instructeur grâce à son dispositif 18. Le décodeur de priorité 6 permet de déterminer, lorsque au moins une partie des pixels de deux ou plusieurs cibles ont les mêmes coordonnées, quelle est la cible ou partie de cible qui est masquée par une autre cible plus proche de l'observateur, et il en est de même des images d'effet de tirs du générateur 8. Ceci est possible grâce au fait que les mémoires 5 et le générateur 8 contiennent, outre les coordonnées et valeurs des pixels des images de cibles et d'effets de tirs, les distances à l'observateur de ces pixels. Les générateurs 7 produisent, de façon connue en soi, des effets locaux, par exemple des "effets d'herbe" pour des véhicules terrestres afin d'en mieux visualiser le déplacement 264 1884 par rapport au terrain sur lequel ils évoluent, ce, par masquage de la partie Inférieure de ces véhicules par un végétation ondoyante en forme d'herbe. En outre, ces générateurs 7 ont une fonction de télémétrie permettant de déterminer les interactions des effets de tir et des cibles à proximité des points d'impact, ou en ces points, des projectiles censés avoir été tirés par l'élève pilote: destruction partielle ou complète des cibles selon leur distance à ces points d'impact. Cette fonction consiste essentiellement à comparer les coordonnées sur le terrain visualisé (connaissant la distance à l'observateur et le gisement des cibles et des points d'impact) et en fonction des distances relatives sur le terrain de ces éléments, à supprimer une partie ou tous les pixels de ces cibles juste après visualisation de l'effet de tir lorsque ces distances sont comprises dans des limites déterminées. Il est également possible de procéder de même pour des éléments du paysage (destruction plus ou moins importante d'immeubles et d'arbres). La mémoire 4 fournit au mélangeur 9 les valeurs et coordonnées sur l'écran d'affichage des pixels de la portion de paysage sélectionnée par le générateur d'adresse et le générateur de fenêtre de cette mémoire. La mémoire 3 fournit au mélangeur 9 les distances à l'observateur (l'élève pilote en l'occurrence) des différentes parties remarquables de la même portion de paysage que celle relative à la mémoire 4, mais sélectionnée ici par le générateur d'adresse et le générateur de fenêtre de la mémoire 3. Ces valeurs de distance sont également fournies au générateur d'effets spéciaux 10. Ces parties remarquables du paysage ont en général des lignes verticales, comme par exemple des arbres, des murs, des poteaux. Ces parties remarquables peuvent également être des zones de terrain présentant des transitions brusques: limite entre deux champs à cultures différentes, bord d'un étang, berges d'une rivière, bord escarpé d'un monticule, etc. Le décodeur 6 fournit au mélangeur 9 les valeurs et coordonnées sur l'écran des pixels de cibles et/ou d'effets de tir, ainsi que les distances à l'observateur de ces éléments. Le mélangeur 9 effectue le tri des éléments de paysage non masqués par des cibles, et des éléments de cibles non masqués par des éléments de paysage, donc visibles par l'observateur. Le générateur 10 d'effets spéciaux Intervient, le cas échéant, sur l'intensité lumineuse des pixels issus du mélangeur 9. Par exemple, si un effet spécial est le brouillard, ce brouillard est d'autant plus intense que l'endroit o il est supposé régner est plus éloigné de l'observateur, donc l'affaiblissement de l'intensité lumineuse des pixels correspondants est d'autant plus élevé. Ceci est rendu possible grâce au fait que ce générateur reçoit en même temps la valeur des pixels et leur distance à l'observateur. Bien entendu, comme précisé ci-dessus, cette information de distance est fournie pour tous les pixels d'une portion de paysage sélectionnée par une fenêtre de visualisation. 26 4 1 8 8 4 REVENDICATIONS 1. Générateur d'images pour un simulateur de tir, caractérisé par le fait qu'il comporte un générateur d'adresses (GA) adressant au moins une mémoire vidéo (3,4,5), un générateur de fenêtre temporelle (GF) asservi aux mouvements du canon de tir et définissant une fenêtre (F) dans une partie de la mémoire vidéo, et un dispositif séquenceur (15). 2. Générateur d'images selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la mémoire vidéo est organisée en une mémoire de masse (2), une mémoire locale (3) de distances à l'observateur de différents points d'un paysage, une mémoire locale de paysage (4) et au moins une mémoire locale (5) d'objets mobiles. 3. Générateur d'images selon la revendication 2, caractérisé par le fait que lorsqu'il y a plusieurs mémoires d'objets mobiles, ces mémoires sont reliées à un décodeur de priorité (6) déterminant l'objet mobile le plus proche de l'observateur. 4. Générateur d'images selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les mémoires de - distances de points de paysage (3), de paysage (4) et d'objets mobiles (5) sont reliées à un mélangeur numérique (9) dont la sortie est reliée à un générateur graphique (11) lui-même relié à un dispositif de visualisation (12,13). 5. Générateur d'images selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'on intercale entre le mélangeur numérique et le générateur graphique un générateur d'effets spéciaux (10).