太空就在我眼前
——揭秘北京航天飞行控制中心三维可视化技术
“长七”飞天，从火箭与上面级分离开始，到每一回调姿、每一次载荷释放，每一个轨道机动，北京航天飞行控制中心的巨幅液晶屏上总能实时、准确、直观的展示飞行器在太空的每一个动作，每一个状态。
这一切是如何做到的呢？
近日，记者走进北京航天飞行控制中心，近距离探寻绘就飞天图景背后的故事。
在中心三维显示岗位上忙碌的主管设计师许颖慧告诉记者：“飞行器进入太空后，我们将实时接收的数据转换成动态、直观的图形和图像，高效逼真地表现航天器的飞行过程与工作状态。三维显示的内容真实可靠，与航天器实际状态完全同步，可以作为任务的重要决策依据。”
随着许颖慧启动一个叫做“三维可视化系统”的软件，记者透过电脑荧屏看到，在繁星点点的深邃苍穹里，远征1A上面级怀抱多个“小兄弟”（载荷），沿着红色的轨道线自由翱翔。它块头虽然不大，但外部构件纹路清晰，整体造型逼真美观。在某一个姿态调整的时刻，上面级下部的几个小推力发动机点火，先后喷出根部偏白、尾部淡蓝的漂亮火焰。随后，上面级从平飞状态慢慢立了起来……
“真的好像是把飞行器在太空的一举一动，一颦一笑都拉近到了眼前。”记者忍不住对许颖慧竖起了大拇指。
“这次我们针对多目标的任务特点和显示需求，创新了一些技术手段，在画面的渲染效果，三维展示的真实感和实时性等方面都有很大的提升。”许颖慧说。
通过许颖慧的一步步介绍，记者了解到这次任务中，他们创新了多目标飞行器的模型构建、管理及精确驱动方法，解决了多目标可视化难以管理操作的难题，也为后续多目标空间实验室任务奠定了坚实的基础。同时，他们还利用基于可编程GPU的绘制技术，在真实感效果和实时性能方面实现了平衡；设计使用BRDF的绘制算法，进一步提高了航天器金属质感展示效果。
软件系统的每一次微变，其实都是实质的创新和跨越。据了解，中心近几年任务的三维显示软件，都是以他们自主研制的三维可视化系统为平台开发的。该系统运用了实时的真实感绘制技术、与平台无关的体系结构、海量数据实时管理等技术，确保了任务过程的完美展示。
