沉浸設備和游戲引擎正在融入美軍試訓體系

2022-3-22 08:22| 發布者: 環球快車 1425 29

摘要: 近些年，網絡上頻繁的出現了軍方人員頭戴沉浸式設備參加各類任務的照片，其中美空軍、海軍航空兵部隊還圍繞初級飛行員培養開展了“未來飛行員訓練（PTN）”和“復仇者計劃”等專項任務。這些新模式反映了明確的變革 ...

近些年，網絡上頻繁的出現了軍方人員頭戴沉浸式設備參加各類任務的照片，其中美空軍、海軍航空兵部隊還圍繞初級飛行員培養開展了“未來飛行員訓練（PTN）”和“復仇者計劃”等專項任務。這些新模式反映了明確的變革需求，傳統的授課模式幾十年來基本上沒有變化，需要進行顛覆創新。新事物的出現需要一個接納的過程，就像在90年代走進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。隨著沉浸式設備以及用游戲卡或GPU取代定制顯卡，不遠的將來沉浸式設備可能也會走進課堂或者千家萬戶。

沉浸式設備和游戲引擎并不是新鮮事物，但是通過兩者的集成創新產生了新價值。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、軟件維護性好等特點，以民促軍，真正的降低了進入軍用市場的門檻。

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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

軟件接口可擴展。商用產品在設計之初會更廣泛的針對市場提供一定開放性，往往只有定制產品可以由設計員在用戶指導下使用現成的工具構建，而較為通用的產品，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。傳統上，模擬器是軟硬件綁定的產品，這限制了用戶升級靈活性。游戲引擎的設計可以在各種硬件和操作系統配置上平穩運行，一些現代游戲引擎可以輸出到多種類型的顯示設備，用戶可以有更多的選擇來開發新系統和改進現有系統。

空間部署更靈活。利用游戲引擎驅動的頭戴式顯示器，可以顯著節省占地面積，并降低飛行員訓練模擬器所需設施的成本。頭戴式系統不是取代大型球幕投影，而是增加仿真培訓的可用性。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備的部分任務訓練器。

開源的可能性高。一個開放且可擴展的體系結構，以及可獲得的源代碼，簡化了任務關鍵型應用程序的驗證、確認和認證（VV&A）過程。從網絡安全的角度來看，掌握源代碼意味著可以在任何時間間隔執行自動源代碼審查，可確保應用程序的完整性，同時保持盡可能小的攻擊面。

視覺效果更真實。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、陰影等細節是現實主義的重要組成部分。光線通過云層、煙霧、雨和雪的衰減和擴散應該準確地表示出來。

開發文化更開放。專用的仿真平臺會限制用戶依賴平臺提供商進行維護和內容開發。通過游戲引擎，開發教程可以通過視頻和文檔隨時按需提供經驗豐富的開發人員組成的活躍社區定期相互交流，分享知識，創造了一個競爭激烈的市場。

二、在航空訓練領域中的應用

1.用于開展對空勤人員的訓練

有效的航空培訓側重于提高態勢感知和決策過程，持續尋求利用先進的學習技術，控制成本、提高效率，同時減少培訓時間和減少周數，讓學員更快地進入前線中隊。沉浸式設備的節約成本和附加容量優勢已經使其成為美國軍方非常感興趣的領域。美國空軍一直致力于利用虛擬現實技術進行模擬地面飛行訓練，以此作為幫助培養足夠數量新飛行員的一種方式。

第355訓練中隊的A-10模擬器實驗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實驗室，使用創新項目基金中的資金采購商用現貨軟件和硬件。一些A-10攻擊機飛行員現在使用一款非常復雜和逼真的游戲正在訓練，被稱為“數字作戰模擬世界”，通常簡稱為DCS。該訓練中隊還配合上商用虛擬現實耳機和其他游戲外圍設備，以提供一種低成本的方式來增強地面和空中更傳統的訓練方案。在建立A-10模擬器實驗室之前，地面培訓僅包括“課堂教學、基于電子課件培訓和全任務模擬器訓練。當VR技術與DCS游戲軟件結合使用后，提供一個身臨其境的簡易模擬器，培訓包括操作數字A-10的所有方面，包括：地面操作、啟動