| 航空培訓(xùn)巨頭CAE在其成立75周年之際，有許多值得慶祝的事情。CAE作為民用航空、國防/安全和醫(yī)療保健領(lǐng)域的前沿培訓(xùn)解決方案供應(yīng)商，在全球范圍內(nèi)廣泛地簽訂了合同，年收入超過30億美元。目前，他們正沉醉在豐年的喜悅中。 CAE在航空無線電行業(yè)起家，但后來，他們迅猛地開拓了飛行模擬器業(yè)務(wù)。幾十年后，公司將培訓(xùn)網(wǎng)添加到了業(yè)務(wù)組合中。如今，CAE超過60%的收入都來自其提供的培訓(xùn)服務(wù)。 “從那一刻起，我們就一直在致力于提高培訓(xùn)設(shè)備的保真度和沉浸感。”CAE技術(shù)和創(chuàng)新副總裁Marc St-Hilaire說，“沉浸感越高，飛行員的體驗(yàn)就越好，他們就越傾向于相信自己真的是在駕駛飛機(jī)。” CAE始終在改進(jìn)飛行模擬器的建造方法，這不僅是為了提高保真度，也是為了大幅縮短開發(fā)周期。“我們通過利用全球供應(yīng)鏈（現(xiàn)成的商業(yè)電子設(shè)備、計(jì)算機(jī)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和投影儀）實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變。”St-Hilaire說。 擁抱虛幻引擎 CAE關(guān)注現(xiàn)成的組件，這在一定程度上促使他們決定轉(zhuǎn)向虛幻引擎，將其作為下一代視覺解決方案的軟件平臺(tái)。
“在視覺系統(tǒng)方面，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步，這正是我們?nèi)缃癫捎盟脑颉！盨t-Hilaire說。他回憶起了10年前見證虛幻引擎進(jìn)入模擬領(lǐng)域。 “那時(shí)我們看到了一些用游戲引擎開發(fā)的訓(xùn)練器，它們可用于部分任務(wù)或初級(jí)任務(wù)，例如第一人稱射擊和戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練。”他說，“這極具突破性，因?yàn)橐惶总浖刑峁┝送暾陌k式系統(tǒng)——你得到了可作為工具使用的開發(fā)環(huán)境，以及用來分發(fā)解決方案的手段。”他又補(bǔ)充說，虛幻引擎的內(nèi)容生態(tài)系統(tǒng)和社區(qū)在模擬行業(yè)也有著顛覆性意義。 St-Hilaire指出，在那之后，游戲引擎技術(shù)以及GPU性能等其他重要因素都得到了發(fā)展，它們共同構(gòu)成了一種模擬解決方案，當(dāng)模擬行業(yè)嘗試建立可信、高效的培訓(xùn)解決方案時(shí)，這解決了他們所面臨的許多挑戰(zhàn)，例如，遠(yuǎn)距離正確解析全球坐標(biāo)、低延遲，當(dāng)然還有圖形質(zhì)量。 解決模擬中的延遲問題 St-Hilaire通過將飛行模擬器比作一個(gè)封閉的控制回路（受訓(xùn)者向操縱桿施加力，并體驗(yàn)到一系列感覺），說明了模擬器低延遲的重要性。“飛行員通過身體感知運(yùn)動(dòng)。他們的眼睛會(huì)告訴他們，自己在哪里，要去哪里；他們的內(nèi)耳能夠感覺到加速度和旋轉(zhuǎn)；他們的觸覺將提供力的反饋。這種回路非常微妙。”St-Hilaire解釋說，“這個(gè)回路中的任何延遲和延時(shí)都會(huì)使一些東西感覺不正確，影響飛行員對(duì)模擬飛機(jī)的控制，總體上，會(huì)讓飛行員與體驗(yàn)脫節(jié)。” St-Hilaire說，延遲問題非常關(guān)鍵，因此行業(yè)監(jiān)管機(jī)構(gòu)規(guī)定，從飛行員移動(dòng)控制裝置開始，直到顯示視覺結(jié)果（中間還會(huì)夾雜著其他數(shù)據(jù)傳輸和計(jì)算過程），所有延遲和延時(shí)不得超過90毫秒。 “假設(shè)在一個(gè)聯(lián)合情景中，我通過戰(zhàn)斗機(jī)模擬器進(jìn)行訓(xùn)練，另一架模擬器上的僚機(jī)駕駛員必須看到我所看到的內(nèi)容。”St-Hilaire說，“如果我擊落了什么東西，我們兩人必須同時(shí)看到我擊落了它。” 他說，從中可以看出網(wǎng)絡(luò)延遲的重要性，為了確保模擬的沉浸感和真實(shí)感，以及訓(xùn)練的有效性，網(wǎng)絡(luò)延遲與模擬器本身的延遲一樣，非常關(guān)鍵。 邁向標(biāo)準(zhǔn)化 大約15年前，CAE轉(zhuǎn)移了開發(fā)重點(diǎn)，開始利用商業(yè)GPU和驅(qū)動(dòng)器，從那時(shí)起，他們開啟了飛行員視覺化計(jì)算的旅程。St-Hilaire指出，這又是一個(gè)視覺結(jié)果創(chuàng)建過程中技術(shù)變革的例子。
在早期，CAE飛行模擬器圖像生成器團(tuán)隊(duì)使用的是ASIC和FPGA。“那時(shí)，在性能高峰期，我們每幀渲染6000個(gè)多邊形。”St-Hilaire沉思說，“當(dāng)我們轉(zhuǎn)向商用GPU時(shí)，我們也從ASIC設(shè)計(jì)和FPGA編程遷移到了基于OpenGL標(biāo)準(zhǔn)的軟件棧。” 他說，從那一刻起，話題從“有多少個(gè)多邊形”轉(zhuǎn)向了與路線圖及GPU密切相關(guān)的圖像質(zhì)量。隨著GPU性能的逐年提高，比起優(yōu)化，CAE開始更加關(guān)注內(nèi)容。
CAE正在廣泛利用衛(wèi)星影像和數(shù)字地形數(shù)據(jù)源，快速開發(fā)細(xì)節(jié)豐富、規(guī)模宏大的游戲區(qū)域。St-Hilaire說，2016年有一個(gè)關(guān)鍵時(shí)刻，使這種進(jìn)步成為了可能。在那之前，每家公司都有自己私有的GIS數(shù)據(jù)格式，而這種格式與圖像生成器的架構(gòu)緊密相連。與此同時(shí)，客戶強(qiáng)烈希望我們實(shí)現(xiàn)更好的模擬器互連性。 隨后，Open Geospatial Consortium?采用CDB格式作為模擬GIS的標(biāo)準(zhǔn)格式，為互操作性提供了保障。St-Hilaire將這次標(biāo)準(zhǔn)化描述為模擬器發(fā)展史上的另一個(gè)“關(guān)鍵時(shí)刻”，這也為CAE在該領(lǐng)域的進(jìn)步開辟了道路。 ProdigyTM圖像發(fā)生器 CAE已經(jīng)在這條道路上邁出了第一步。2021年11月，CAE宣布推出新的Prodigy圖像生成器（IG），在它的支持下，虛擬環(huán)境中可用的實(shí)體數(shù)量相較于之前增加了一個(gè)數(shù)量級(jí)。Prodigy擁有來自虛幻引擎的超逼真虛擬環(huán)境；支持AI和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（如DirectX、OpenFlight和OGC CDB）；占地面積小；兼容分辨率高達(dá)8K的投影儀；遵守最嚴(yán)格的網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)。 CAE決心充分利用現(xiàn)有的硬件和軟件解決方案，這些解決方案連接在一起，在系統(tǒng)間提供了無縫的互操作性。而Prodigy的開發(fā)正是這一行為的直接結(jié)果。“對(duì)CAE來說，重新發(fā)明輪子或再次解決已被解決的問題是沒有意義的。”St-Hilaire說，“利用現(xiàn)有的東西推動(dòng)進(jìn)步才是有意義的事情。” 有虛幻引擎為他們的下一代模擬器提供底層支持，St-Hilaire對(duì)CAE的未來充滿了期待。“這是一段旅程。”他說，“考慮到我們在Epic Games的伙伴的態(tài)度，以及所有合作者的態(tài)度，我們將共同解決模擬社區(qū)的問題，我確信，這種合作將使我們更加接近并超越我們在航空培訓(xùn)行業(yè)的目標(biāo)。” 本文轉(zhuǎn)自虛幻引擎官網(wǎng)~ |
