FlightGear 入門(mén)教程

圖1 flightgear 基本視窗效果圖

一、FlightGear 簡(jiǎn)介

David Murr 于1996年4月發(fā)起開(kāi)發(fā)新飛行模擬器的倡議，既而于1997年7月發(fā)布了第一個(gè)跨平臺(tái)版本。之后，F(xiàn)lightGear 從最初粗糙的空氣動(dòng)力學(xué)模型開(kāi)始，逐漸引入了自然特性（陽(yáng)光、月光和星光等）、天氣特性（云、霧和風(fēng)等）、平顯、儀表板、電子導(dǎo)航系統(tǒng)、機(jī)場(chǎng)與跑道以及網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)操作等眾多的特性。時(shí)至今日，F(xiàn)lightGear 已成為了 Linux 下最著名的開(kāi)源飛行模擬軟件，其強(qiáng)大真實(shí)的飛行仿真功能足以讓大家過(guò)一把飛行癮，而絕對(duì)不會(huì)出現(xiàn) Lock On 游戲中摔不死的情況。

圖2 玩家 Curt Olson 配置的全景視圖

圖3 航母起降

FlightGear的程序構(gòu)架是開(kāi)放式的，源代碼樹(shù)只有一級(jí)，方便大家給 FlightGear 增添功能。正因?yàn)槿绱耍姸嗟娘w行模擬愛(ài)好者為 FlightGear 開(kāi)發(fā)了數(shù)十種飛機(jī)模型，提供了大量的機(jī)場(chǎng)數(shù)據(jù)和場(chǎng)景。

FlightGear 不僅博得了廣大的飛行模擬愛(ài)好者的青睞，也贏得了許多公司和研究機(jī)構(gòu)的信任，比如著名的飛行管理和地面設(shè)備公司ARINC、英國(guó)威爾士大學(xué)的飛行智能機(jī)器人研究和美國(guó) Illinois 大學(xué)于智能結(jié)冰系統(tǒng)的研究等都使用了 FlightGear。據(jù)說(shuō)國(guó)內(nèi)也有研究人員漢化了 FlighGear，并把其用于研究項(xiàng)目之中。FlightGear的專業(yè)性可見(jiàn)一斑，因而能夠在娛樂(lè)的同時(shí)感受挑戰(zhàn)，享受獲取知識(shí)的樂(lè)趣，做到娛樂(lè)學(xué)習(xí)兩不誤，真正領(lǐng)略 Free and Flying。

二、FlightGear 的安裝

1. 二進(jìn)制安裝

FlightGear 官方網(wǎng)站為Fedora Core、Debian和Slackwre等發(fā)行版提供了二進(jìn)制安裝包。裝這些系統(tǒng)朋友直接下載安裝即可，省去了編譯的麻煩。國(guó)內(nèi)linuxfans的發(fā)行版 Magic Linux系統(tǒng)也提供編譯好的二進(jìn)制包，在這里下載 flightgear-0.9.8-1mgc.rpm 安裝包。

二進(jìn)制安裝最常見(jiàn)的問(wèn)題就是缺少某些庫(kù)（如同Windows下缺少動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)一樣），只要找出相應(yīng)的軟件包安裝進(jìn)系統(tǒng)就可以正常安裝 FlightGear 二進(jìn)制包了。下面以Magic Linux 1.2/2.0 提供的FlightGear-0.9.8為例做一簡(jiǎn)單說(shuō)明：

第一步：下載Magic Linux 提供的 FlightGear-0.9.8 RPM包，雙擊安裝，如圖4所示。系統(tǒng)提示“沒(méi)有滿足依賴關(guān)系”，關(guān)閉“KPackage”；

第二步：下載相應(yīng)的 FlightGear 相應(yīng)的依賴包，地址如下：

http://www.magiclinux.org/dev/2.0/cd2/RPMS/Game/supportlib/

下載freeglut、metakit、openal、plib和simgear目錄中的所有安裝包到本地磁盤(pán)；

第三步：安裝上述軟件包；可以用雙擊調(diào)用“KPackage”逐個(gè)安裝，也可以在超級(jí)用戶（root）模式下用控制臺(tái)集體快速安裝（如圖5）；

圖4 不滿足依賴關(guān)系

圖5 控制臺(tái)安裝依賴包

第四步：再次雙擊FlightGear-0.9.8 RPM包，如圖7所示，然后依照提示完成安裝；

圖6 完全滿足依賴關(guān)系

安裝完成之后，單擊“游戲”（或者games）中的“學(xué)航出更”啟動(dòng) FlightGear。

其它操作系統(tǒng)的二進(jìn)制包安裝與上述內(nèi)容類似，這里就不一一贅述了。

2. FlightGear 源碼編譯安裝也很簡(jiǎn)單，步驟如下：

第一步：安裝顯卡3D驅(qū)動(dòng)，保證啟動(dòng) OpenGL 3D 加速；

第二步：安裝PLIB的最新穩(wěn)定版本（http://plib.sourceforge.net，大多數(shù)發(fā)行版已經(jīng)自帶了已經(jīng)自帶了二進(jìn)制包）；

第三步：安裝SimGear的最新穩(wěn)定版本（http://www.simgear.org/downloads.html，大多數(shù)發(fā)行版已經(jīng)自帶了二進(jìn)制包）；

第四步：下載編譯FlightGear基本包（http://www.flightgear.org/Downloads/source.shtml）。

源碼編譯安裝一般不會(huì)出現(xiàn)依賴性問(wèn)題，但要注意執(zhí)行完 Make install 之后，不要把編譯目錄刪除掉，否則就丟失安裝信息，不方便卸載軟件了。

安裝完成之后，進(jìn)入 /usr/local/FlighGear/bin 目錄下執(zhí)行 fgfs 命令即可享受飛行了。fgfs 可以帶參數(shù)，參數(shù)的詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)參考 FlightGear 文檔，下節(jié)將舉例簡(jiǎn)單說(shuō)明。

三、啟動(dòng) FlightGear

在啟動(dòng) FlightGear 之前，需要配置 FlightGear 的運(yùn)行環(huán)境，F(xiàn)lightGear 提供了豐富的配置選項(xiàng)，對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)難免有些繁雜，因此，為了增強(qiáng)直觀性，筆者以 Windows 版本（版本號(hào)：0.9.9）作為引子快速介紹 FlightGear 的操作選項(xiàng)，同時(shí)說(shuō)明 Linux 的配置參數(shù)，以方便讀者熟悉配置項(xiàng)目。這里主要以鍵盤(pán)來(lái)操作，當(dāng)然，你也可以裝上飛行控制桿來(lái)控制飛機(jī)。

第一步：?jiǎn)?dòng) FlightGear 之后，進(jìn)入機(jī)型選擇界面如圖7所示，選擇喜愛(ài)機(jī)型。在 Linux 系統(tǒng)下，增加啟動(dòng)參數(shù)“--aircraft=飛機(jī)代號(hào)”；

圖7 選擇機(jī)型

對(duì)于初學(xué)者，筆者建議選擇“Cessna 172P Skyhawk(1981 model), 2D panel”，賽斯納（Cessna） 172 系列是世界使用最多的四座教練機(jī)。從1957開(kāi)始，已經(jīng)生產(chǎn)了35,000多架飛機(jī)，目前還在使用。該機(jī)型操作容易，失速特性好，非常適合于初級(jí)訓(xùn)練。

第二步：選擇機(jī)場(chǎng)(見(jiàn)圖8)。新手可直接單擊 Next 跳過(guò)選擇，進(jìn)入默認(rèn)的機(jī)場(chǎng)環(huán)境。在 Linux 系統(tǒng)下使用參數(shù)“--airport-id=機(jī)場(chǎng)代碼”。

圖8 選擇機(jī)場(chǎng)環(huán)境

第三步：基本設(shè)置（如圖9）。這是進(jìn)入實(shí)際飛行前的最后一個(gè)步驟，可以選擇分辨率、游戲模式、3D云以及飛行的時(shí)間等等。還可以單擊“Adanveced...”進(jìn)入高級(jí)選項(xiàng)（如圖10）。高級(jí)選項(xiàng)中提供了15個(gè)選項(xiàng)：

General 一般 常用

Features 特性 常用

Flight Model 飛行計(jì)算模型 常用

Freeze 凍結(jié)

Initial Position 初始位置

Rendering 渲染 常用

Time 時(shí)間

Network 網(wǎng)絡(luò)

Input/Output 輸入/輸出 常用

Avionics 航電 常用

Properties 屬性

Debugging 調(diào)試

Environment 環(huán)境 常用

Weather 天氣 常用

Clouds 云 常用

圖9 基本設(shè)置

圖10 高級(jí)選項(xiàng)

“基本選項(xiàng)”和“高級(jí)選項(xiàng)”中的每項(xiàng)內(nèi)容在都可以在命令行中加上參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此在 Linux 系統(tǒng)中可以參照 FlightGear 安裝目錄下 doc 目錄里的“getstart.pdf”第3.4節(jié)的詳細(xì)說(shuō)明完成相應(yīng)的設(shè)置。

完成設(shè)置之后，就可以單擊“Run”進(jìn)入飛行界面了。本例的 Flightgear 運(yùn)行配置歸納起來(lái)在 Linux 系統(tǒng)中只需在命令行中運(yùn)行如下命令即可：

fgfs --aircraft=c172p-2dpanel --disable-random-objects --timeofday=noon

第四步：執(zhí)行飛行任務(wù)（如圖11和圖12），進(jìn)入FlightGear 之后，各個(gè)版本的運(yùn)行界面完全一致。

圖11 FlightGear初始化

圖12 儀表板

由此，便可以執(zhí)行模擬飛行任務(wù)了，比如起飛、爬升、巡航、下滑、進(jìn)場(chǎng)和著陸等。當(dāng)然飛行模擬并不像 CS 那樣容易上手，欲想出色的完成一個(gè)航線任務(wù)，是要具備一定的飛行力學(xué)知識(shí)，并進(jìn)行相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間的飛行訓(xùn)練才能勝任的。不過(guò)不用擔(dān)心，孰能生巧，模擬飛行其實(shí)是非常簡(jiǎn)單的。下一節(jié)給出鍵盤(pán)操縱飛機(jī)的基本步驟，供讀者參考。

四、鍵盤(pán)操縱

以“Cessna 172P Skyhawk(1981 model), 2D panel”為例，執(zhí)行如下操作：

首先，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。按“Shift ]”三次把“點(diǎn)火開(kāi)關(guān)”（如圖13）置于“Both”位置；按空格鍵啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。

圖13 點(diǎn)火開(kāi)關(guān)與剎車

然后，執(zhí)行放襟翼，推油門(mén)，滑跑，拉桿起飛等動(dòng)作，開(kāi)始飛行之旅。限于篇幅本文不能詳細(xì)介紹各種飛行動(dòng)作的要領(lǐng)，好在這方面的資料網(wǎng)上很多，例如：中國(guó)飛行模擬組織（http://www.cfso.org）的官方網(wǎng)站即提供許多有用的信息可供下載。下面給出 FlightGear 鍵盤(pán)操縱飛機(jī)的常用操作說(shuō)明（見(jiàn)表1），也可以在 FlightGear 的“Help”菜單中的“Basic Keys”和“Commnon Aircraft Keys”選項(xiàng)里獲取部分按鍵說(shuō)明。

表1 常用操作

************************************

按鍵說(shuō)明

操縱面（在數(shù)字鍵盤(pán)上，控制航向、滾轉(zhuǎn)和俯仰等，必須激活數(shù)字鎖定）

9/3

推力：9增加推力，3減小推力

4/6

副翼：4向左滾轉(zhuǎn)，6向右滾轉(zhuǎn)

8/2

升降舵：8推桿低頭，2拉桿抬頭

0/Enter

方向舵：0向右偏航，Enter向右偏航

5

居中副翼/升降舵/方向舵

************************************

觀察方位（在數(shù)字鍵盤(pán)上，必須關(guān)閉數(shù)字鎖定）

Shift 8

正前方

Shift 7

左前方

Shift 4

左側(cè)方

Shift 1

左后方

Shift 2

正后方

Shift 3

右后方

Shift 6

右側(cè)方

Shift 9

右前方

************************************

顯示選項(xiàng)

P

儀表板開(kāi)關(guān)

C

2D/3D駕駛艙開(kāi)關(guān)（2D和3D模型都可用時(shí)才起作用）

S

儀表排列形式切換開(kāi)關(guān)

Shift F5/F6

左右移動(dòng)2D儀表板

Shift F7/F5

上下移動(dòng)2D儀表板

Shift F3

從特性列表導(dǎo)入儀表板

i/I

最小化/最大化儀表板

h/H

打開(kāi)關(guān)閉HUD/改變HUD的顏色

x/X

放大/縮小

v/V

切換飛行員的觀測(cè)模式

Ctril c

開(kāi)關(guān)儀表板鼠標(biāo)操作指示標(biāo)記

z/Z

改變能見(jiàn)度（好/壞）

F8

開(kāi)關(guān)霧特效

F10

顯示/隱藏菜單欄

************************************

自動(dòng)駕駛及相關(guān)控制

Ctril A

高度保持開(kāi)關(guān)

Ctril G

下滑角跟隨開(kāi)關(guān)

Ctril H

航向保持開(kāi)關(guān)

Ctril N

NAV 開(kāi)關(guān)

Ctril T

地形跟隨開(kāi)關(guān)

Ctril U

高度增加 1000 英尺（緊急情況）

Enter

增加航向自動(dòng)駕駛

F6

開(kāi)關(guān)目標(biāo)自動(dòng)駕駛：當(dāng)前航向/航路點(diǎn)

F11

高度自動(dòng)駕駛對(duì)話框

F12

航向自動(dòng)駕駛對(duì)話框

************************************

發(fā)動(dòng)機(jī)控制

SPACE

啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)

!

選擇第一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)

@

選擇第二臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)

#

選擇第三臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)

$

選擇第四臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)

}

增加點(diǎn)火電源

{

消減點(diǎn)火電源

~

選擇所有發(fā)動(dòng)機(jī)

************************************

襟翼、起落架與剎車

]/[

放/收襟翼

g/G

收/放起落架

B

剎車鎖死開(kāi)關(guān)

b

剎車（全部輪胎）

,

左輪胎剎車

.

右輪胎剎車

是不是有了以上的鍵盤(pán)操作表就可以玩好飛行模擬（如圖14和15）了呢？顯然這種想法是不正確的。飛行模擬游戲決不等同于“F-22”等空戰(zhàn)模擬游戲，除了嫻熟的（鍵盤(pán)、游戲桿和鼠標(biāo)）操作技巧之外，它還熟練運(yùn)用飛行力學(xué)、空中管制和導(dǎo)航等相關(guān)知識(shí)，因此，要想自由的飛行就必須付出學(xué)習(xí)的代價(jià)，正如美國(guó)人寫(xiě)在越戰(zhàn)紀(jì)念碑上一句話：Freedom is not free！下一節(jié)，簡(jiǎn)單介紹一下起落航線供讀者參考。

圖14 進(jìn)場(chǎng)著陸（第四轉(zhuǎn)彎）模擬

圖15 空中加油模擬

五、起落航線

在介紹起落航線之前，我們先來(lái)認(rèn)識(shí)一下“Cessna 172P Skyhawk”飛機(jī)的儀表面板，如圖16所示。常用的儀表有空速表、地平儀、高度表、羅盤(pán)（指南針）、航向陀螺儀和協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)彎指示儀。

圖16 Cessna 172P Skyhawk 的儀表面板

起落航線是飛行訓(xùn)練的基礎(chǔ)科目，顧名思義，它就是航空器按照一定的程序（航線）完成起飛到著陸的一整套過(guò)程（如圖17）。當(dāng)然對(duì)于玩家來(lái)說(shuō)，完成這么復(fù)雜的飛行動(dòng)作頗具挑戰(zhàn)性，不過(guò)這也是飛行模擬的魅力所在。

圖17 某型飛機(jī)的起落航線示意圖

圖17種給出了起落航線的大致輪廓，對(duì)于飛好本航線還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，筆者推薦有興趣的讀者訪問(wèn)http://www.cfso.org/train_dep/traffic.htm，這篇文章詳細(xì)介紹了起落航線相關(guān)的飛行知識(shí)。

這里筆者對(duì)初學(xué)者給出幾點(diǎn)建議：

1. 飛機(jī)的操作有較長(zhǎng)的時(shí)間歷程（有延遲），不能指望它立即對(duì)舵面操縱指令做出響應(yīng)；

2. 操縱動(dòng)作不能過(guò)猛，不要猛推/拉桿和突然正/反向壓桿；

3 初學(xué)的首要任務(wù)是保持好飛機(jī)姿態(tài)，然后再慢慢嘗試機(jī)動(dòng)動(dòng)作；

4. 著陸要領(lǐng)是在適當(dāng)高度（低于450米）把襟翼放置在最大位置，發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)放到最小（視飛機(jī)的姿態(tài)靈活的微調(diào)油門(mén)，但要保持發(fā)動(dòng)機(jī)處于慢車狀態(tài)），保持飛機(jī)抬頭姿態(tài)，自然下沉著陸，不要以俯沖的姿態(tài)進(jìn)入著陸（進(jìn)近）航線；

5. 操作失敗不要灰心喪氣，學(xué)習(xí)一點(diǎn)飛行知識(shí)再繼續(xù)努力。

六、增添機(jī)型和場(chǎng)景

FlightGear 官方網(wǎng)站提供了多達(dá)70余種機(jī)型供廣大飛行愛(ài)好者選用，從運(yùn)輸機(jī)及到戰(zhàn)斗機(jī)、從最新的F-22到老舊的MiG-15bis，從Being到Airbus，應(yīng)有盡有，能夠滿足廣大玩家的需求。下載地址為：http://www.flightgear.org/Downloads/aircraft/。機(jī)型的安裝也很簡(jiǎn)單，只要解壓 .tgz 文件到 Aircraft 目錄即可。相信在眾多開(kāi)發(fā)的者的努力下，機(jī)型的種類和數(shù)量將會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng)。當(dāng)然，讀者也可以導(dǎo)入自己的模型進(jìn)入FlightGear，試想把我國(guó)最新的戰(zhàn)機(jī)F-10放進(jìn)FlightGear，那一定很美妙。

飛行仿真離不開(kāi)模擬場(chǎng)景，逼真的仿真場(chǎng)景往往能極大的提高玩家的興趣，而 FlightGear 基本程序僅提供了美國(guó)舊金山周圍一小塊空域的場(chǎng)景，如果想在更大范圍內(nèi)飛行，例如從紐約飛往北京，那是不是沒(méi)有辦法玩了呢？不用擔(dān)心，F(xiàn)lightGear 官方網(wǎng)站提供多達(dá) 3 DVD 的全球場(chǎng)景數(shù)據(jù)供玩家使用。下載地址：http://www.flightgear.org/Downloads/scenery.html。場(chǎng)景的安裝與機(jī)型的安裝類似，只要把 .tgz 文件解壓到 Scenery 目錄即可。

至此，F(xiàn)lightGear 基本上介紹完了，希望筆者的介紹能夠起到拋磚引玉的作用，祝愿大家飛行愉快。