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),?！?/p>

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,?！拔覀兺ㄟ^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,。

“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?。”St-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,?！彼盅a(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,?！盨t-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,，影響飛行員對模擬飛機(jī)的控制,，總體上，會(huì)讓飛行員與體驗(yàn)脫節(jié),?！?/p>

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?！?/p>

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?！澳菚r(shí),，在性能高峰期，我們每幀渲染6000個(gè)多邊形,?！盨t-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?！?/p>

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。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??；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CAE的未來充滿了期待,。“這是一段旅程,?！彼f，“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)~