SIMNET - SIMNET

SIMNET oli laaja-alainen verkko, jossa oli ajoneuvosimulaattoreita ja näyttöjä reaaliaikaista hajautettua taistelusimulaatiota varten: tankit, helikopterit ja lentokoneet virtuaalisella taistelukentällä. SIMNET on kehitetty Yhdysvaltojen armeijalle ja sitä käytetään . SIMNET-kehitys alkoi 1980-luvun puolivälissä, aloitettiin vuonna 1987, ja sitä käytettiin koulutukseen, kunnes seuraajaohjelmat tulivat verkkoon pitkälle 1990-luvulle.

Alkuperä ja tarkoitus

Jack Thorpe puolustusalan edistyneiden tutkimusprojektien virastosta (DARPA) näki tarpeen verkotettuun monen käyttäjän simulointiin . Interaktiiviset simulointilaitteet olivat erittäin kalliita, ja koulutuslaitteiden toistaminen oli myös kallista ja aikaa vievää. 1980-luvun alussa DARPA päätti luoda prototyyppitutkimusjärjestelmän tutkiakseen reaaliaikaisen hajautetun simulaattorin luomisen mahdollisuutta taistelusimulaatiota varten. SIMNETin, tuloksena olevan sovelluksen, oli osoitettava sekä tällaisen projektin toteutettavuus että vaikuttavuus (Pimental ja Blau 1994).

Koulutus todellisilla laitteilla oli erittäin kallista ja vaarallista. Mahdollisuus simuloida tiettyjä taisteluita ja saada osallistujia etäsijaintiin sijasta kaikki yhdessä paikassa pienensi valtavasti koulutuskustannuksia ja henkilövahinkojen riskiä (Rheingold 1992). Pitkän matkan verkkoa SIMNET: lle ajettiin alun perin useiden 56 kbit / s: n puhelinlinjojen yli pakettien pakkaus datayhteyksien kautta käyttämällä rinnakkaisia ​​prosessoreita. Tämä liikenne sisälsi paitsi ajoneuvotiedot myös pakattua ääntä.

Yritykset, jotka ovat kehittäneet SIMNETiä

SIMNETin kehitti kolme yritystä: Delta Graphics, Inc .; Perceptronics, Inc.; ja Bolt, Beranek ja Newman (BBN), Inc. SIMNET: llä ei ollut pääurakoitsijaa; riippumattomat sopimukset tehtiin suoraan näiden kolmen yrityksen kanssa. BBN kehitti ajoneuvojen simulointi- ja verkko-ohjelmistot sekä muut ohjelmistot, kuten tykistö, uudelleensyöttö ja puoliautomaattiset voimat, joita käytetään usein vastakkaisiin voimiin. Delta Graphics, joka sijaitsee Bellevuessa Washingtonissa, kehitti grafiikkajärjestelmän ja maastotietokannat. Delta Graphics osti lopulta BBN. Los Angelesiin sijoittautunut Perceptronics oli vastuussa todellisista SIMNET-simulaattoreista; yhtiön insinöörit, inhimillisten tekijöiden henkilöstö ja valmistustiimi suunnittelivat, kehittivät ja rakensivat yli 300 koko miehistön simulaattoria integroimalla ohjaimet, äänijärjestelmät ja visuaaliset järjestelmät erityisiin simulaattorikuoriin; He asensivat myös simulaattorit useisiin laitoksiin Yhdysvalloissa ja Saksassa, kouluttivat käyttäjiä ja tukivat järjestelmää useita vuosia. BBN vastasi dynaamisen simulaatio-ohjelmiston kehittämisestä jokaiselle simulaattorille sekä hajautetulle verkkoviestintäohjelmistolle, joka piti jokaisen simulaattorin ajan tasalla muiden simulaattorien sijainnista (ja muusta tilatiedosta), jotka olivat potentiaalisen näköyhteyden sisällä. jaetun virtuaalisen ympäristön. Jokainen simulaattori säilytti oman kopionsa tästä virtuaaliympäristöstä ja lähetti omat tilatietonsa muille simulaattoreille.

Verkon edistyminen

Koska kyseessä oli verkkoverkkosimulaatio, kukin simulointiasema tarvitsi oman jaetun virtuaalisen ympäristönsä näytön . Näyttöasemat itse olivat tiettyjen säiliö- ja lentokoneiden ohjaussimulaattoreiden mallikuvia, ja ne konfiguroitiin simuloimaan olosuhteita todellisessa taisteluajoneuvossa. Esimerkiksi säiliösimulaattoreihin mahtuisi täysi nelihenkinen miehistö täydentämään koulutuksen tehokkuutta. Verkko oli suunniteltu tukemaan jopa useita satoja käyttäjiä kerralla. Uskollisuus simulaatio oli sellainen, että sitä voitaisiin käyttää kouluttaa tehtävänsä skenaarioita ja taktisia harjoituksia varten aikana suoritettujen toimintojen Yhdysvaltain toimet Aavikkomyrskyssä vuonna 1992 (Robinett 1994).

SIMNET käytti ” kuolleen laskennan ” käsitettä korreloimaan esineiden ja toimijoiden asemia simuloidussa ympäristössä. BBN SIMNET -ohjelman johtaja Duncan (Duke) Miller käytti ensimmäistä kertaa tätä termiä, joka palaa takaisin aluksen alun ensimmäisiin päiviin, selittääkseen, kuinka simulaattorit pystyivät kommunikoimaan tilamuutostietoja toisilleen minimoiden verkkoliikenteen. Pohjimmiltaan lähestymistapa sisältää kohteen nykyisen sijainnin laskemisen sen edellisestä sijainnista ja nopeudesta (joka koostuu vektori- ja nopeuselementeistä) (Pimental ja Blau 1994). SIMNET-protokollat ​​edellyttivät, että aina kun simulaattorin todellinen tila poikkesi yli tietyn kynnyksen tilastaan, joka laskettiin kuolleen laskennan avulla, simulaattorin oli pakko lähettää uusi tilapäivitysviesti.

SIMNET-protokollien ja SIMNET-pohjaisten koulutusjärjestelmien käyttö ensimmäisessä Persianlahden sodassa osoittaa SIMNETin onnistumisen, ja sen perintöä pidettiin todisteena siitä, että reaaliaikainen vuorovaikutteinen verkottunut osuuskunta-virtuaalisimulaatio on mahdollista suurelle käyttäjäryhmälle. Myöhemmin Terrestrial laajakaistaverkon (nopea jälkeläinen ARPANETin joka juoksi at T1 nopeuksilla) käytettiin kuljettamaan liikennettä. Tämä verkko pysyi DARPA-alueella sen jälkeen kun muu ARPANET yhdistettiin NSFNetiin ja ARPANET poistettiin käytöstä (Rheingold 1992).

Graafinen kehitys

Verkon lisäksi toinen perustavanlaatuinen haaste SIMNET-suunnitteluhetkellä oli grafiikkajärjestelmien kyvyttömyys käsitellä suurta määrää liikkuvia malleja. Esimerkiksi useimmissa nykyaikaisissa lentosimulaattoreissa käytettiin Binary Space Partitioning -toimintoa, joka on laskennallisesti tehokas kiinteissä ympäristöissä, koska monikulmion näyttöjärjestys (eli niiden syvyyskoherenssi) voidaan ennalta laskea. Vaikka tämä tekniikka soveltuu lentosimulaattoreihin, joilla on suurelta osin näkökulma maapallon kiinteän pinnan yläpuolelle, tämä tekniikka on tehoton lähellä maata, jossa järjestys, jossa polygonit peittävät toisiaan, muuttuu näkökulman sijainnin mukaan. Se on myös tehoton suurella määrällä liikkuvia malleja, koska mallin siirtäminen muuttaa sen syvyyskoherenssia suhteessa maata edustaviin polygoneihin.

Sitä vastoin Z-puskuritekniikat eivät riipu ennalta lasketusta syvyyskoherenssista ja olivat siksi keskeinen mahdollistava tekniikka SIMNETin maan kannalta ja suurelle määrälle liikkuvia ajoneuvoja. Z-puskurointi on muistiaintensiivinen verrattuna Binary Space Partitioning -ohjelmaan, mutta se oli mahdollista osittain siksi, että RAM-muistin kustannukset olivat silloin laskeneet huomattavasti.

SIMNET käytti Delta Graphicsin kehittämiä Z-puskurinäyttöjä . Delta Graphicsin perustivat Drew Johnston (SW-kehitys), Mike Cyrus (toimitusjohtaja), molemmat Boeing Aerospace Company / Graphics Labista, ja Jay Beck (CTO ja VP), 3D-grafiikan konsultti Softtool Consultingilta. Gary Wilson (Sr HW -insinööri) SIMNET-sovelluksille räätälöity grafiikkasuoritin, GDP, voitti nykyisen Silicon Graphics HW: n sen edullisten kustannusten ja arkkitehtuurinsa ansiosta. Se oli ensimmäinen simulaattorin näyttöprosessori, joka käytti kehyspuskuria ja Z-puskurialgoritmeja näyttökanavaa kohden simuloidun näkymän näyttämiseen.

Armeijan SIMNET-käyttö harjoitteluun

Yhdysvaltain armeija käytti SIMNETiä aktiivisesti koulutukseen pääasiassa Fort Benningissä , Fort Ruckerissa ja Fort Knoxissa . Muita väliaikaisia ​​ja pysyviä paikkoja oli Fort Leavenworthissa ja Grafenwoehrissa Saksassa.

SIMNET-seurantaohjelmat

SIMNETin jatkoprotokollia kutsuttiin hajautetuksi interaktiiviseksi simulaatioksi ; Yhdysvaltain armeijan ensisijainen jatko-ohjelma oli Close Combat Tactical Trainer (CCTT).

SIMNET-D (Developmental) -ohjelma käytti SIMNET-ohjelmassa kehitettyjä simulointijärjestelmiä kokeilemaan asejärjestelmiä, käsitteitä ja taktiikoita. Siitä tuli Advanced Simulation Technology Demonstration (ADST) -ohjelma. Se edisti taistelulaboratorioiden luomista koko Yhdysvaltain armeijassa , mukaan lukien Mounted Warfare TestBed , Ft Knox, Ky, Soldier Battle Lab, Ft Benning, GA, Air Maneuver Battle Lab, Ft Rucker, AL, Fires Battle Lab, Ft Sill, OK.

SIMNETin päättymisen jälkeen lisätutkimusohjelmiin sisältyi sää- ja reaaliaikaisia ​​maastomuutoksia.

Yritykset ja tekniikat perustettu SIMNET-kokemuksen perusteella

Yksi SIMNET-verkon ensisijaisista kehittäjistä Rolland Waters perusti RTIME, Inc: n vuonna 1992 toimittamaan peliteollisuuden verkkomoottoreita. Sony (SCEA) osti RTIME: n vuonna 2000 PS2-verkkopeliverkostonsa perustaksi. Muita BBN / Delta Graphics -tiimin ulkopuolisia startup-yrityksiä ovat:

  • MetaVR, Inc (W.Garth Smith), simulointi ja koulutus, GIS-järjestelmät
  • MaK Technologies (John Morrison ja Warren Katz), joka tarjoaa edelleen simulointiohjelmistoja
  • Reality by Design, Inc (Joanne West Metzger ja Paul Metzger), simulaatio- ja koulutusohjelmistot ja -järjestelmät
  • Zipper Interactive (Brian Soderberg), joka kehitti SOCOM PS2 -pelisarjan ja jonka SCEA osti myös
  • Wiz! Bang (Drew Johnston), toinen pelinkehittäjä. Drew Johnston on tällä hetkellä Microsoftin Windows Gaming Platform -tiimin Product Unit Manager (PUM).

Viitteet

  • Pimental, K. ja Blau, B. (1994). "Järjestelmän jakamisen opettaminen". IEEE-tietokonegrafiikka ja -sovellukset, 14 (1), 60
  • Rheingold, H. (1992). Virtuaalitodellisuus, Simon & Schuster, New York, NY
  • Robinett, W. (1994). "Vuorovaikutteisuus ja yksilöllinen näkökulma jaetussa virtuaalimaailmassa: iso näyttö vs. verkotetut henkilökohtaiset näytöt." Tietokonegrafiikka, 28 (2), 127
  • Stone, AR (1991). Pysyykö todellinen ruumis seisomaan?: Rajatarinoita virtuaalikulttuureista. Julkaisussa M.Benedikt (Toim.), Cyberspace: First Steps (s.81-118). Cambridge: MIT Press.

Ulkoiset linkit