河北日报新闻纵深:“太空电子沙盘”让“嫦娥”奔月直观可视

□本报记者 马彦铭  本报通讯员 苏喜娥 

        嫦娥二号发射日益临近,人们将有望通过嫦娥二号绕月探测任务三维可视化系统平台的直播,看到它精彩的绕月之旅。

        该系统平台的总负责人,是石家庄铁道大学信息科学与技术学院院长赵正旭教授。

        927,笔者走访了从北京航天飞行控制中心短暂返石的赵正旭。

真实模拟太空环境

    “昨天晚上几乎整夜没有休息,处理了一些可视化系统平台收尾的工作。”谈起嫦娥二号,赵正旭教授精神一振。他希望“通过自己的努力,使嫦娥二号的可视化系统平台更多地起到‘可视化航天’的作用,而不仅仅是‘航天可视化’。”

        了解嫦娥二号绕月探测任务三维可视化系统平台,不能不提及赵正旭的TDS深空探测系统。TDS,即TotalDis-coveryofSpace,意为虚拟现实软件系统。用于表现航天器飞行情况,并对其进行实时监控,实现多目标多任务下,航天器及运载工具的运行状态及星空和空地运行环境的实时模拟。

       1992年,在英国留学的赵正旭开始了TDS深空探测系统研发工作。此后的16年里,他精心搭建这一平台,并最终研发出了具有完全自主知识产权的虚拟现实软件系统。

        赵正旭给他的TDS深空探测系统起了一个形象的名字———“太空电子沙盘”。嫦娥二号绕月探测任务三维可视化系统平台,是这个“太空电子沙盘”某一局部的特别“加强版”。

       “航天可视化就是通过某种表现方式把航天过程可视化,而可视化航天则是借助可视化系统平台对航天器进行有效控制。”赵正旭解释说。

        他说,航天器进入太空后看不见、摸不着,借助可视化系统平台,可对航天器周围的环境,包括陨石、太空垃圾等进行真实模拟,同时把航天器的真实动作,包括仪器仪表等的工作状况用三维效果表现出来,以帮助技术人员进行分析判断。

      “以前航天器的这些情况都是依靠科技工作人员对数据、曲线等进行分析得出的。”赵正旭说,有了三维可视化系统平台,科技人员就像长了“千里眼”。

      “现在可视化航天正越来越受到重视。”据赵正旭介绍,可视化系统平台还可以先期对航天器的运行状况进行模拟演练。

变海量信息为直观图像

    “对海量数据的处理,是我们在研发嫦娥二号绕月探测任务三维可视化系统平台过程中遇到的困难之一。”谈到研发难点,赵正旭特意谈到了海量信息处理问题。

    据介绍,种类繁多的信息源产生的大量数据,远远超出了人脑分析解释这些数据的能力。这已成为提高科学计算及工程设计质量和效率的主要瓶颈。

    科学可视化作为一种特殊的计算方法,其奥妙就是把浩如烟海的数据转换成图形,描绘成数据“风景”,为人们提供一种发现不可见信息的方法,丰富科学发现的过程。“嫦娥二号绕月探测任务三维可视化系统平台就是利用虚拟现实技术,把海量的数据信息转化成了形象直观的三维图像。”赵正旭说,可视化技术充分发挥人的右脑识别与构造几何图像的特殊机能,把原来难以直接解决的问题,变换到另一个领域中,成为容易理解和解决的问题。

据介绍,如今,大至高速飞行模拟,小至分子结构的演示,可视化技术的应用无处不在。 

 

4个人4个月的研发之旅

 

“这可能是我迄今做得最累、最艰辛的一个项目了。”927日,石家庄铁道大学信息科学与技术学院院长赵正旭教授说起嫦娥二号的可视化系统平台研发感慨道。

他率领的团队从今年5月份正式进入嫦娥二号绕月探测任务三维可视化系统平台研发。“4个月来,我们的工作可以说是没日没夜。”赵正旭说,

最大的难点不在技术,而是4个人的科研团队,除赵正旭外,其他3人此前从未涉足航天科研领域。

从事可视化系统的开发,需要具备跨多种学科的知识,比如既需要懂航天,又需要懂计算机、轨道、天文等多种知识。赵正旭、刘展威、王威、佟宽章这支4人团队团结协作,努力攻关。

赵正旭一日三餐都是在学校招待所或学生食堂解决。身体一向强壮的他曾由于劳累过度,吃什么吐什么。

可视化平台模型创建者王威举行完婚礼就走进了实验室。

负责网络数据通信的佟宽章孩子刚一岁,不得不从老家把父母接过来照顾孩子。“我们4个人都自信属于身强力壮的,可这段时间每个人都因劳累而输过液。”刘展威笑着说。

据介绍,为赶研发进度,4人不断在北京和石家庄两地往返。有时买不上火车票,不得不买高价票才能挤上火车。

辛勤付出后让这个团队的努力获得了负责嫦娥二号工程的有关负责人的赞许。

926夜晚,这位负责人给赵正旭发来短信说:“嫦娥二号绕月探测任务三维可视化系统平台是当之无愧的国际领先水平,能在这么短的时间内达到实战应用,已经很不容易了,系统博大精深,很多东西我们还需要继续学习。”

这位负责人期待能利用这一成果,届时将嫦娥二号的精彩之旅高水平展示给全国人民。

                                
2010年9月29日《河北日报》  新闻纵深

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