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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 1440 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)還圍繞初級飛行員培養(yǎng)開展了“未來飛行員訓(xùn)練（PTN）”和“復(fù)仇者計劃”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)還圍繞初級飛行員培養(yǎng)開展了“未來飛行員訓(xùn)練（PTN）”和“復(fù)仇者計劃”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基本上沒有變化，需要進(jìn)行顛覆創(chuàng)新。新事物的出現(xiàn)需要一個接納的過程，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)的將來沉浸式設(shè)備可能也會走進(jìn)課堂或者千家萬戶。

沉浸式設(shè)備和游戲引擎并不是新鮮事物，但是通過兩者的集成創(chuàng)新產(chǎn)生了新價值。美國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，美軍就開始使用“閃點(diǎn)行動”（Operation Flashpoint）和武裝突襲系列軍事模擬游戲，美國軍方向游戲公司提供了相關(guān)軟件支持。憑借著民用市場有著軟硬件解耦、市場競爭激烈、軟件維護(hù)性好等特點(diǎn)，以民促軍，真正的降低了進(jìn)入軍用市場的門檻。

沉浸設(shè)備和游戲引擎正在融入美軍試訓(xùn)體系-995

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)計之初會更廣泛的針對市場提供一定開放性，往往只有定制產(chǎn)品可以由設(shè)計員在用戶指導(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源隨時獲得。根據(jù)天氣、地形、植被和跑道長度的特定組合定制場景，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，這限制了用戶升級靈活性。游戲引擎的設(shè)計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開發(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。一個只能容納一個球幕模擬器的空間可能可以容納至少六個使用沉浸設(shè)備的部分任務(wù)訓(xùn)練器。

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

視覺效果更真實(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。

開發(fā)文化更開放。專用的仿真平臺會限制用戶依賴平臺提供商進(jìn)行維護(hù)和內(nèi)容開發(fā)。通過游戲引擎，開發(fā)教程可以通過視頻和文檔隨時按需提供經(jīng)驗(yàn)豐富的開發(fā)人員組成的活躍社區(qū)定期相互交流，分享知識，創(chuàng)造了一個競爭激烈的市場。

二、在航空訓(xùn)練領(lǐng)域中的應(yīng)用

1.用于開展對空勤人員的訓(xùn)練

有效的航空培訓(xùn)側(cè)重于提高態(tài)勢感知和決策過程，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，同時減少培訓(xùn)時間和減少周數(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)勢已經(jīng)使其成為美國軍方非常感興趣的領(lǐng)域。美國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，提供一個身臨其境的簡易模擬器，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