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沉浸設(shè)備和游戲引擎正在融入美軍試訓(xùn)體系

2022-3-22 08:22| 發(fā)布者: 環(huán)球快車 1342 29

摘要: 近些年，網(wǎng)絡(luò)上頻繁的出現(xiàn)了軍方人員頭戴沉浸式設(shè)備參加各類任務(wù)的照片，其中美空軍、海軍航空兵部隊(duì)還圍繞初級(jí)飛行員培養(yǎng)開(kāi)展了“未來(lái)飛行員訓(xùn)練（PTN）”和“復(fù)仇者計(jì)劃”等專項(xiàng)任務(wù)。這些新模式反映了明確的變革 ...

近些年，網(wǎng)絡(luò)上頻繁的出現(xiàn)了軍方人員頭戴沉浸式設(shè)備參加各類任務(wù)的照片，其中美空軍、海軍航空兵部隊(duì)還圍繞初級(jí)飛行員培養(yǎng)開(kāi)展了“未來(lái)飛行員訓(xùn)練（PTN）”和“復(fù)仇者計(jì)劃”等專項(xiàng)任務(wù)。這些新模式反映了明確的變革需求，傳統(tǒng)的授課模式幾十年來(lái)基本上沒(méi)有變化，需要進(jìn)行顛覆創(chuàng)新。新事物的出現(xiàn)需要一個(gè)接納的過(guò)程，就像在90年代走進(jìn)課堂的手寫式幻燈片投影儀，再到如今早已普及的多媒體系統(tǒng)。隨著沉浸式設(shè)備以及用游戲卡或GPU取代定制顯卡，不遠(yuǎn)的將來(lái)沉浸式設(shè)備可能也會(huì)走進(jìn)課堂或者千家萬(wàn)戶。

沉浸式設(shè)備和游戲引擎并不是新鮮事物，但是通過(guò)兩者的集成創(chuàng)新產(chǎn)生了新價(jià)值。美國(guó)軍方將電腦和電子游戲用于軍事目的并不是什么新鮮事。在九十年代后期，美軍就開(kāi)始使用“閃點(diǎn)行動(dòng)”（Operation Flashpoint）和武裝突襲系列軍事模擬游戲，美國(guó)軍方向游戲公司提供了相關(guān)軟件支持。憑借著民用市場(chǎng)有著軟硬件解耦、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈、軟件維護(hù)性好等特點(diǎn)，以民促軍，真正的降低了進(jìn)入軍用市場(chǎng)的門檻。

沉浸設(shè)備和游戲引擎正在融入美軍試訓(xùn)體系-5818

2007年空一師使用Su-27仿真游戲（央視照片）

一、商用軟硬件的特點(diǎn)

軟件接口可擴(kuò)展。商用產(chǎn)品在設(shè)計(jì)之初會(huì)更廣泛的針對(duì)市場(chǎng)提供一定開(kāi)放性，往往只有定制產(chǎn)品可以由設(shè)計(jì)員在用戶指導(dǎo)下使用現(xiàn)成的工具構(gòu)建，而較為通用的產(chǎn)品，如地形、植被、民用車輛等，可以從眾多第三方來(lái)源隨時(shí)獲得。根據(jù)天氣、地形、植被和跑道長(zhǎng)度的特定組合定制場(chǎng)景，或模擬特定的地理位置。

靈活的硬件選擇。傳統(tǒng)上，模擬器是軟硬件綁定的產(chǎn)品，這限制了用戶升級(jí)靈活性。游戲引擎的設(shè)計(jì)可以在各種硬件和操作系統(tǒng)配置上平穩(wěn)運(yùn)行，一些現(xiàn)代游戲引擎可以輸出到多種類型的顯示設(shè)備，用戶可以有更多的選擇來(lái)開(kāi)發(fā)新系統(tǒng)和改進(jìn)現(xiàn)有系統(tǒng)。

空間部署更靈活。利用游戲引擎驅(qū)動(dòng)的頭戴式顯示器，可以顯著節(jié)省占地面積，并降低飛行員訓(xùn)練模擬器所需設(shè)施的成本。頭戴式系統(tǒng)不是取代大型球幕投影，而是增加仿真培訓(xùn)的可用性。一個(gè)只能容納一個(gè)球幕模擬器的空間可能可以容納至少六個(gè)使用沉浸設(shè)備的部分任務(wù)訓(xùn)練器。

開(kāi)源的可能性高。一個(gè)開(kāi)放且可擴(kuò)展的體系結(jié)構(gòu)，以及可獲得的源代碼，簡(jiǎn)化了任務(wù)關(guān)鍵型應(yīng)用程序的驗(yàn)證、確認(rèn)和認(rèn)證（VV&A）過(guò)程。從網(wǎng)絡(luò)安全的角度來(lái)看，掌握源代碼意味著可以在任何時(shí)間間隔執(zhí)行自動(dòng)源代碼審查，可確保應(yīng)用程序的完整性，同時(shí)保持盡可能小的攻擊面。

視覺(jué)效果更真實(shí)。游戲引擎主要面向大眾群體，為了吸引用戶，其圖像渲染和特殊效果的制作更加用心。例如音效、光斑、陰影等細(xì)節(jié)是現(xiàn)實(shí)主義的重要組成部分。光線通過(guò)云層、煙霧、雨和雪的衰減和擴(kuò)散應(yīng)該準(zhǔn)確地表示出來(lái)。

開(kāi)發(fā)文化更開(kāi)放。專用的仿真平臺(tái)會(huì)限制用戶依賴平臺(tái)提供商進(jìn)行維護(hù)和內(nèi)容開(kāi)發(fā)。通過(guò)游戲引擎，開(kāi)發(fā)教程可以通過(guò)視頻和文檔隨時(shí)按需提供經(jīng)驗(yàn)豐富的開(kāi)發(fā)人員組成的活躍社區(qū)定期相互交流，分享知識(shí)，創(chuàng)造了一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)。

二、在航空訓(xùn)練領(lǐng)域中的應(yīng)用

1.用于開(kāi)展對(duì)空勤人員的訓(xùn)練

有效的航空培訓(xùn)側(cè)重于提高態(tài)勢(shì)感知和決策過(guò)程，持續(xù)尋求利用先進(jìn)的學(xué)習(xí)技術(shù)，控制成本、提高效率，同時(shí)減少培訓(xùn)時(shí)間和減少周數(shù)，讓學(xué)員更快地進(jìn)入前線中隊(duì)。沉浸式設(shè)備的節(jié)約成本和附加容量優(yōu)勢(shì)已經(jīng)使其成為美國(guó)軍方非常感興趣的領(lǐng)域。美國(guó)空軍一直致力于利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行模擬地面飛行訓(xùn)練，以此作為幫助培養(yǎng)足夠數(shù)量新飛行員的一種方式。

第355訓(xùn)練中隊(duì)的A-10模擬器實(shí)驗(yàn)室一直在使用飛行模擬游戲，該部門早在2018年就開(kāi)始了建立該培訓(xùn)實(shí)驗(yàn)室，使用創(chuàng)新項(xiàng)目基金中的資金采購(gòu)商用現(xiàn)貨軟件和硬件。一些A-10攻擊機(jī)飛行員現(xiàn)在使用一款非常復(fù)雜和逼真的游戲正在訓(xùn)練，被稱為“數(shù)字作戰(zhàn)模擬世界”，通常簡(jiǎn)稱為DCS。該訓(xùn)練中隊(duì)還配合上商用虛擬現(xiàn)實(shí)耳機(jī)和其他游戲外圍設(shè)備，以提供一種低成本的方式來(lái)增強(qiáng)地面和空中更傳統(tǒng)的訓(xùn)練方案。在建立A-10模擬器實(shí)驗(yàn)室之前，地面培訓(xùn)僅包括“課堂教學(xué)、基于電子課件培訓(xùn)和全任務(wù)模擬器訓(xùn)練。當(dāng)VR技術(shù)與DCS游戲軟件結(jié)合使用后，提供一個(gè)身臨其境的簡(jiǎn)易模擬器，培訓(xùn)包括操作數(shù)字A-10的所有方面，包括：地面操作、啟動(dòng)