SIMNET - SIMNET

SIMNET var et bredt nettverk med kjøretøysimulatorer og skjermer for distribuert kampsimulering i sanntid: stridsvogner, helikoptre og fly på en virtuell slagmark. SIMNET ble utviklet for og brukt av USAs militær . SIMNET-utvikling begynte på midten av 1980-tallet, ble felt fra 1987, og ble brukt til trening til etterfølgerprogrammer kom online langt ut på 1990-tallet.

Opprinnelse og formål

Jack Thorpe av Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) så behovet for nettverksflerbruker simulering . Interaktivt simuleringsutstyr var veldig dyrt, og reproduksjon av treningsfasiliteter var også dyrt og tidkrevende. På begynnelsen av 1980-tallet bestemte DARPA seg for å lage et prototypeforskningssystem for å undersøke muligheten for å lage en sanntids distribuert simulator for kampsimulering. SIMNET, den resulterende applikasjonen, skulle bevise både gjennomførbarheten og effektiviteten til et slikt prosjekt (Pimental og Blau 1994).

Trening med faktisk utstyr var ekstremt dyrt og farlig. Å kunne simulere visse kampscenarier , og å ha deltakerne eksternt plassert i stedet for alle på ett sted, reduserte kostnadene for trening og risikoen for personskade enormt (Rheingold 1992). Langtidsnettverk for SIMNET ble opprinnelig kjørt over flere 56 kbit / s oppringingslinjer, ved hjelp av parallelle prosessorer for å komprimere pakker over datalinkene. Denne trafikken inneholdt ikke bare kjøretøydataene, men også komprimert stemme.

Bedrifter som utviklet SIMNET

SIMNET ble utviklet av tre selskaper: Delta Graphics, Inc .; Perceptronics, Inc .; og Bolt, Beranek og Newman (BBN), Inc. Det var ingen hovedentreprenør på SIMNET; uavhengige kontrakter ble inngått direkte med hvert av disse tre selskapene. BBN utviklet kjøretøysimulerings- og nettverksprogramvaren, så vel som annen programvare som artilleri, resupply og semi-automatiserte styrker som ofte brukes til motsatte krefter. Delta Graphics, basert i Bellevue, Washington, utviklet grafikksystemet og terrengdatabaser. Delta Graphics ble til slutt kjøpt av BBN. Perceptronics, basert i Los Angeles, var ansvarlig for de faktiske SIMNET-simulatorene; selskapets ingeniører, menneskelige faktorer personell og produksjonsteam designet, utviklet og bygget over 300 full-crew simulatorer, integrert kontroller, lydsystemer og visuelle systemer i de spesielle simulator skallene; de installerte også simulatorene i en rekke anlegg i USA og Tyskland, trente operatørene og støttet systemet i flere år. BBN var ansvarlig for å utvikle den dynamiske simuleringsprogramvaren for hver av simulatorene, samt den distribuerte nettverkskommunikasjonsprogramvaren som holdt hver simulator informert om posisjonen (og annen tilstandsinformasjon) til andre simulatorer som var innenfor potensiell synsfelt innen det delte virtuelle miljøet. Hver simulator opprettholdt sin egen kopi av dette virtuelle miljøet, og sendte sin egen tilstandsinformasjon til de andre simulatorene.

Nettverk fremskritt

Siden dette var en nettverkssimulering, trengte hver simuleringsstasjon sin egen visning av det delte virtuelle miljøet . Displayet stasjonene var etterligninger av enkelte tank og luftfartøy kontroll simulatorer, og de ble konfigurert for å simulere forholdene i den aktuelle kampkjøretøy. Tankesimulatorene kan for eksempel imøtekomme et komplement til fire personer for å forbedre effektiviteten av treningen. Det nettverket er designet for å støtte opp til flere hundre brukere samtidig. Troskapen til simuleringen var slik at den kunne brukes til å trene for oppdragsscenarier og taktiske øvelser for operasjoner utført under USAs aksjoner i Desert Storm i 1992 (Robinett 1994).

SIMNET brukte begrepet " død regning " for å korrelere posisjonene til objektene og skuespillerne i det simulerte miljøet. Duncan (Duke) Miller, programleder BBN SIMNET, brukte først dette begrepet, som går tilbake til de tidligste dagene av skipnavigasjon, for å forklare hvordan simulatorer var i stand til å kommunisere tilstandsendringsinformasjon til hverandre mens de minimerte nettverkstrafikk. I hovedsak innebærer tilnærmingen å beregne den aktuelle posisjonen til et objekt fra dets tidligere posisjon og hastighet (som består av vektor- og hastighetselementer) (Pimental og Blau 1994). SIMNET-protokollene forutsatt at når den virkelige tilstanden til en simulator avviker med mer enn en viss terskel fra sin tilstand, beregnet av død beregning, var simulatoren forpliktet til å sende ut en ny tilstandsoppdateringsmelding.

Bruken av SIMNET-protokoller og SIMNET-baserte opplæringssystemer i den første golfkrigen demonstrerer suksessen til SIMNET, og dens arv ble sett på som et bevis på at interaktiv nettverksbasert virtuell simulering i realtid er mulig for en stor brukerpopulasjon. Senere ble Terrestrial Wideband Network (en høyhastighets etterkommer av ARPANET som kjørte med T1- hastigheter) brukt til å transportere trafikk. Dette nettverket forble under DARPA etter at resten av ARPANET ble slått sammen med NSFNet og ARPANET ble avviklet (Rheingold 1992).

Grafiske fremskritt

I tillegg til nettverket, var den andre grunnleggende utfordringen på den tiden SIMNET ble oppfattet manglende evne til grafiske systemer til å håndtere et stort antall bevegelige modeller. For eksempel brukte de fleste moderne flysimulatorer Binary Space Partitioning, som er beregningseffektivt i faste miljøer, siden rekkefølgen på polygonvisning (dvs. dybdenes koherens) kan beregnes på forhånd. Selv om den er egnet for flysimulatorer, som i stor grad har et synspunkt over jordens faste overflate, er denne teknikken ineffektiv nær bakken, hvor rekkefølgen polygoner legger på hverandre endrer seg med synspunktet. Det er også ineffektivt med et stort antall bevegelige modeller, siden flytting av en modell endrer dybdekoherensen i forhold til polygonene som representerer bakken.

Derimot avhenger Z- bufferteknikker ikke av forhåndsberegnet dybdekoherens, og var derfor en nøkkel som muliggjør teknologi for SIMNETs synspunkt på bakken og et stort antall bevegelige biler. Z-buffering er minneintensiv i forhold til Binary Space Partitioning, men ble delvis mulig fordi kostnaden for RAM på den tiden hadde falt betydelig i pris.

SIMNET brukte Z-buffer skjermer utviklet av Delta Graphics. Delta Graphics ble grunnlagt av Drew Johnston (SW-utvikling), Mike Cyrus (president), begge fra Boeing Aerospace Company / Graphics Lab, og Jay Beck (CTO og VP), en 3D-grafikkonsulent for Softtool Consulting. Grafikkprosessoren, BNP, skreddersydd for SIMNET av Gary Wilson (Sr HW Engineer), vant over eksisterende Silicon Graphics HW på grunn av lave kostnader og på grunn av arkitekturen. Det var den første simulatorskjermprosessoren som brukte en rammebuffer og Z- bufferalgoritmer på en skjermbasis for å vise den simulerte visningen.

Hærens bruk av SIMNET for trening

SIMNET ble aktivt brukt av den amerikanske hæren for trening først og fremst i Fort Benning , Fort Rucker og Fort Knox . Ytterligere midlertidige og permanente steder var i Fort Leavenworth og Grafenwoehr , Tyskland.

SIMNET-oppfølgingsprogrammer

Oppfølgingsprotokollene til SIMNET ble kalt Distribuert interaktiv simulering ; det primære oppfølgingsprogrammet for den amerikanske hæren var Close Combat Tactical Trainer (CCTT).

SIMNET-D (Developmental) -programmet brukte simuleringssystemer utviklet i SIMNET-programmet for å utføre eksperimenter i våpensystemer, konsepter og taktikker. Det ble Advanced Simulation Technology Demonstration (ADST) -programmet. Det fremmet etableringen av Battle Labs over den amerikanske hæren , inkludert Mounted Warfare TestBed på Ft Knox, Ky, Soldier Battle Lab ved Ft Benning, GA, Air Maneuver Battle Lab på Ft Rucker, AL, Fires Battle Lab kl. Ft Sill, OK.

Ytterligere forskningsprogrammer etter slutten av SIMNET inkluderte arbeid i vær og sanntids terrengendringer.

Bedrifter og teknologier grunnlagt basert på SIMNET Experience

En av de viktigste utviklerne av SIMNET-nettverket, Rolland Waters, grunnla RTIME, Inc. i 1992, for å tilby spillindustriens nettverksmotorer. Sony (SCEA) kjøpte RTIME i 2000 som grunnlag for deres PS2 online spillnettverk. Andre oppstart fra BBN / Delta Graphics-teamet inkluderer:

  • MetaVR, Inc (W. Garth Smith), simulering og trening, GIS-systemer
  • MaK Technologies (John Morrison og Warren Katz), som fortsetter å tilby simuleringsprogramvare
  • Reality by Design, Inc (Joanne West Metzger og Paul Metzger), programvare og systemer for simulering og opplæring
  • Zipper Interactive (Brian Soderberg), som utviklet SOCOM PS2-spillserien og også ble kjøpt av SCEA
  • Wiz! Bang (Drew Johnston), en annen spillutvikler. Drew Johnston er for tiden Product Unit Manager (PUM) for Windows Gaming Platform-teamet hos Microsoft.

Referanser

  • Pimental, K. og Blau, B. (1994). "Lære systemet ditt å dele." IEEE datagrafikk og applikasjoner, 14 (1), 60
  • Rheingold, H. (1992). Virtual reality, Simon & Schuster, New York, NY
  • Robinett, W. (1994). "Interaktivitet og individuelt synspunkt i delte virtuelle verdener: Den store skjermen mot personlige skjermbilder i nettverk." Datagrafikk, 28 (2), 127
  • Stone, AR (1991). Vil den virkelige kroppen stå opp ?: Grensehistorier om virtuelle kulturer. I M. Benedikt (red.), Cyberspace: First Steps (s. 81-118). Cambridge: MIT Press.

Eksterne linker