TorpedoCalculator

一個用於 UBOAT 潛艇戰術遊戲的 AOB（Angle on Bow，目標艦首角）計算器。

本程式根據潛望鏡觀測資料與目標艦資料計算：

1. 目標艦相對於潛艇的基本角度 θ
2. 根據目標艦所在位置，計算完整的 AOB

本程式提供兩種操作模式：

• GUI 模式：預設啟動，使用 GTK 圖形介面
• CLI 模式：使用 -k 參數啟動命令列介面

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公式

θ 計算

程式使用：

$$ \theta = \arcsin\left( \frac{2\pi MD}{NZL} \right) $$

其中：

變數	含義
N	潛望鏡整圓包含的總刻度數，例如 1.5× 一般為 4800，6× 一般為 1200
M	目標艦在潛望鏡視野內占據的橫向刻度
D	目標艦距離
Z	潛望鏡放大倍率
L	目標艦實際長度

注意：目前公式中的 D 與 L 必須使用與公式推導一致的單位。

程式首先計算：

$$ x = \frac{2\pi MD}{NZL} $$

然後計算：

$$ \theta = \arcsin(x) $$

由於 C 語言的 asin() 返回值為弧度，因此程式會將結果轉換為角度。

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AOB 計算

程式將目標相對於我船的位置分為四個象限。

象限	位置	AOB
I	右舷前方	θ
II	右舷後方	180° - θ
III	左舷後方	180° + θ
IV	左舷前方	360° - θ

因此：

$$ AOB = \begin{cases} \theta & \text{右舷前方}\\ 180^\circ-\theta & \text{右舷後方}\\ 180^\circ+\theta & \text{左舷後方}\\ 360^\circ-\theta & \text{左舷前方} \end{cases} $$

其中 θ 的有效範圍為：

$$ 0^\circ \leq \theta \leq 90^\circ $$

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編譯

本程式使用 C 語言實現，並使用：

• GCC / MinGW-w64
• GTK 3
• GLib
• 標準 C Library
• 數學函式庫 libm

如果只需要 CLI 功能，核心計算本身只依賴標準 C 與數學函式庫；但目前程式預設啟動 GUI，因此完整編譯需要 GTK 3 開發環境。

專案提供 Makefile，推薦使用 Make 進行編譯。

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Linux

Arch Linux

安裝 GCC、Make 與 GTK 3：

sudo pacman -S gcc make gtk3

確認：

gcc --version
make --version
pkg-config --modversion gtk+-3.0

進入專案目錄：

cd TorpedoCalculator

編譯：

make

成功後會生成：

aob

執行：

./aob

預設進入 GUI 模式。

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Debian / Ubuntu

安裝依賴：

sudo apt install gcc make libgtk-3-dev pkg-config

確認：

gcc --version
make --version
pkg-config --modversion gtk+-3.0

編譯：

make

執行：

./aob

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不使用 Makefile

如果需要手動使用 GCC 編譯，目前的源文件可以按照專案實際結構進行編譯。

例如：

gcc src/main.c src/cli.c src/gui.c src/AOB.c \
    -Iinclude \
    $(pkg-config --cflags gtk+-3.0) \
    -o aob \
    $(pkg-config --libs gtk+-3.0) \
    -lm

推薦使用：

make

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Windows

Windows 使用者可以使用 MSYS2 + MinGW-w64 編譯本程式。

1. 安裝 MSYS2

首先安裝 MSYS2。

安裝完成後，開啟 MSYS2 UCRT64 終端機。

在 MSYS2 UCRT64 終端機中安裝 GCC、Make、GTK3：

pacman -S mingw-w64-ucrt-x86_64-gcc \
          mingw-w64-ucrt-x86_64-make \
          mingw-w64-ucrt-x86_64-gtk3 \
          mingw-w64-ucrt-x86_64-pkgconf

pacman 是 MSYS2 自帶的套件管理器，並不是 Windows 本身的命令。

確認 GCC：

gcc --version

確認 GTK3：

pkg-config --modversion gtk+-3.0

2. 編譯

進入專案目錄：

cd TorpedoCalculator

使用 Makefile 編譯：

make

成功後會生成：

aob.exe

執行：

./aob.exe

或者：

aob.exe

3. 啟動模式

預設啟動 GUI：

./aob.exe

也可以明確指定 GUI：

./aob.exe -g

使用命令列模式：

./aob.exe -k

查看幫助：

./aob.exe -h

4. 不使用 MSYS2

如果你使用其他 MinGW-w64 發行版，只要確保環境中具有：

• GCC
• Make（可選，也可以手動執行 GCC）
• GTK3 development files
• pkg-config

即可編譯本程式。

不同 MinGW-w64 發行版的 GTK3 安裝方式不同，因此本 README 不指定特定套件管理器。

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Windows 的 -lm

在 MinGW-w64 環境中，數學函式庫通常由工具鏈直接處理，因此通常不需要像 Linux 一樣特別處理 -lm。

如果工具鏈要求，也可以在 Makefile 中加入：

-lm

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使用方法

GUI 模式

直接執行：

./aob

Windows：

.\aob.exe

或者明確指定：

./aob -g

GUI 模式會提供與 CLI 模式相同的輸入資料：

• N：整圓總刻度數
• Z：潛望鏡倍率
• M：目標艦占據的橫向刻度
• D：目標艦距離
• L：目標艦實際長度
• 我船位於目標船前方或後方
• 目標船首位於視野左側或右側

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CLI 模式

使用：

./aob -k

Windows：

.\aob.exe -k

CLI 模式下首先輸入：

N（整圓總刻度數）:
Z（倍率）:

這兩項屬於前置設定，在後續計算中可以重複使用。

然後輸入每一個目標的資料：

M（目標占據橫向刻度）:
D（目標距離m）:
L（目標真實船長m）:

接著輸入目標位置：

我船位於目標船
0 = 前方 / 敵方船頭較近
1 = 後方 / 敵方船尾較近

以及：

目標船首位於視野
0 = 左邊
1 = 右邊

程式會輸出：

========== 結果 ==========
theta = xx.xx°
AOB   = xxx.xx°
==========================

計算完成後可以選擇：

Y / Enter

繼續計算下一個目標。

N

結束程式。

R

重新輸入 N 與 Z。

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命令列參數

目前支援：

參數	功能
無參數	啟動 GUI
-g	啟動 GUI
-k	啟動 CLI
-h	顯示幫助

例如：

./aob

啟動 GUI。

./aob -g

明確啟動 GUI。

./aob -k

啟動 CLI。

./aob -h

顯示幫助。

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範例

假設：

N = 1200
Z = 6
M = 5
D = 1000
L = 62

則：

$$ \theta = \arcsin \left( \frac{2\pi\times5\times1000} {1200\times6\times62} \right) $$

計算得到約：

θ = 4.04°

如果目標位於第二象限，即：

右舷後方

則：

$$ AOB = 180^\circ - 4.04^\circ $$

得到：

AOB = 175.96°

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專案結構

目前專案使用模組化結構：

TorpedoCalculator/
├── include/
│   ├── AOB.h
│   ├── cli.h
│   └── gui.h
│
├── src/
│   ├── AOB.c
│   ├── cli.c
│   ├── gui.c
│   └── main.c
│
├── ui/
│   └── aob.ui
│
├── Makefile
├── README.md
└── LICENSE

各文件的主要作用：

src/main.c

程序入口。

負責：

• 解析命令列參數
• 決定啟動 GUI 或 CLI
• 處理 -g、-k、-h

src/AOB.c

核心數學計算。

負責：

• θ 計算
• AOB 計算

include/AOB.h

提供 AOB 計算函數與相關 enum 的聲明。

src/cli.c

命令列介面。

負責：

• 讀取使用者輸入
• 顯示計算結果
• CLI 模式流程控制

src/gui.c

GTK 圖形介面邏輯。

負責：

• 建立 GTK Application
• 讀取 GUI
• 處理使用者輸入
• 調用 AOB 計算函數
• 顯示計算結果

include/gui.h

GUI 模組的函數聲明。

ui/aob.ui

GTK GUI 的介面模板。

UI 的外觀與元件配置使用 GTK Builder .ui 文件描述，因此可以在不修改主要 C 邏輯的情況下調整 GUI 介面。

Makefile

負責：

• 編譯整個專案
• 自動處理編譯參數
• 建立可執行文件
• 清理編譯結果

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技術說明

程式使用 C 語言實現。

核心計算使用：

#include <math.h>

其中：

asin()

用於計算反正弦函數。

由於 asin() 返回弧度，因此程式使用：

degree = radian * 180.0 / PI;

將結果轉換為角度。

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船舷與位置

AOB 的位置使用 enum 表示：

typedef enum {
    STARBOARD = 0,
    PORT = 1
} ShipSide;

typedef enum {
    FRONT = 0,
    REAR = 1
} ShipPosition;

這使程式可以使用具有語義的名稱：

STARBOARD
PORT
FRONT
REAR

而不是直接在核心計算函數中使用沒有語義的：

0
1

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License

本專案採用 GNU Lesser General Public License v3.0（LGPL-3.0）。

詳細授權條款請參閱專案中的：

LICENSE

文件。

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Disclaimer

本程式為第三方工具，可用於 UBOAT 遊戲中的計算輔助。

公式與遊戲中的實際測量結果可能存在誤差。使用者應根據實際遊戲版本、潛望鏡倍率、刻度以及遊戲內測量結果自行確認參數是否適用。