СИМНЕТ

SIMNET была глобальной сетью с имитаторами транспортных средств и дисплеями для распределенной имитации боя в реальном времени: танки, вертолеты и самолеты на виртуальном поле боя. SIMNET была разработана и использовалась армией США . Разработка SIMNET началась в середине 1980-х годов, была введена в эксплуатацию в 1987 году и использовалась для обучения, пока последующие программы не появились в сети в 1990-х годах.

SIMNET была, возможно, первой в мире полностью действующей системой виртуальной реальности ^[1] и первым сетевым симулятором в реальном времени. Она мало чем отличалась от наших современных массовых многопользовательских игр. Она поддерживала различные воздушные и наземные транспортные средства, некоторые из которых управлялись человеком, а другие были автономными.

Джек Торп из Агентства перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) увидел необходимость в сетевой многопользовательской симуляции . Интерактивное симуляционное оборудование было очень дорогим, а воспроизведение учебных объектов также было дорогим и трудоемким. В начале 1980-х годов DARPA решила создать прототип исследовательской системы для изучения возможности создания распределенного симулятора в реальном времени для боевой симуляции. SIMNET, получившееся приложение, должно было доказать как возможность, так и эффективность такого проекта. ^[2]

Обучение с использованием реального оборудования было чрезвычайно дорогим и опасным. Возможность моделировать определенные боевые сценарии и возможность удаленного размещения участников, а не нахождения всех в одном месте, значительно снизила стоимость обучения и риск получения травм. ^[3] Первоначально дальние сетевые соединения для SIMNET работали по нескольким коммутируемым линиям со скоростью 56 кбит/с, с использованием параллельных процессоров для сжатия пакетов по каналам передачи данных. Этот трафик содержал не только данные транспортного средства, но и сжатый голос.

SIMNET была разработана тремя компаниями: Delta Graphics, Inc.; Perceptronics, Inc.; и Bolt, Beranek and Newman (BBN), Inc. У SIMNET не было генерального подрядчика; независимые контракты были заключены напрямую с каждой из этих трех компаний. BBN разработала программное обеспечение для моделирования транспортных средств и сети, а также другое программное обеспечение, такое как артиллерия, снабжение и полуавтоматические силы, часто используемые для противоборствующих сил. Delta Graphics, базирующаяся в Белвью, штат Вашингтон, разработала графическую систему и базы данных местности. В конечном итоге Delta Graphics была куплена BBN. ​​Perceptronics, базирующаяся в Лос-Анджелесе, отвечала за реальные симуляторы SIMNET; инженеры компании, специалисты по человеческому фактору и производственная группа спроектировали, разработали и построили более 300 полноценных симуляторов, интегрировав элементы управления, звуковые системы и визуальные системы в специальные оболочки симуляторов; они также установили симуляторы на ряде объектов в США и Германии, обучили операторов и поддерживали систему в течение нескольких лет. BBN отвечала за разработку программного обеспечения динамического моделирования для каждого из симуляторов, а также программного обеспечения распределенной сетевой коммуникации, которое информировало каждый симулятор о положении (и другой информации о состоянии) других симуляторов, которые находились в пределах потенциальной прямой видимости в общей виртуальной среде. Каждый симулятор поддерживал собственную копию этой виртуальной среды и транслировал собственную информацию о состоянии другим симуляторам.

Поскольку это была сетевая симуляция, каждой станции симуляции требовался собственный дисплей общей виртуальной среды . Сами станции отображения были макетами определенных симуляторов управления танками и самолетами , и они были настроены на имитацию условий внутри реальной боевой машины. Танковые симуляторы, например, могли вместить полный экипаж из четырех человек для повышения эффективности обучения. Сеть была разработана для поддержки до нескольких сотен пользователей одновременно. Точность симуляции была такова, что ее можно было использовать для обучения сценариям миссий и тактических репетиций операций, выполненных во время действий США в «Буре в пустыне» в 1992 году. ^[4]

SIMNET использовала концепцию « счисления пути » для сопоставления положений объектов и действующих лиц в моделируемой среде. Дункан (Дьюк) Миллер, менеджер программы BBN SIMNET, впервые использовал этот термин, который восходит к самым ранним дням судоходства, чтобы объяснить, как симуляторы могли передавать друг другу информацию об изменении состояния, минимизируя сетевой трафик. По сути, этот подход включает в себя расчет текущего положения объекта из его предыдущего положения и скорости (которая состоит из векторных и скоростных элементов). ^[5] Протоколы SIMNET предусматривали, что всякий раз, когда истинное состояние симулятора отклонялось более чем на определенный порог от его состояния, вычисленного с помощью счисления пути, симулятор был обязан отправить новое сообщение об обновлении состояния.

Использование протоколов SIMNET и систем обучения на основе SIMNET в Первой войне в Персидском заливе демонстрирует успех SIMNET, а ее наследие рассматривалось как доказательство того, что интерактивное сетевое кооперативное виртуальное моделирование в реальном времени возможно для большого количества пользователей. Позже для передачи трафика использовалась Terrestrial Wideband Network (высокоскоростной потомок ARPANET, работавший на скоростях T1 ). Эта сеть осталась под управлением DARPA после того, как остальная часть ARPANET была объединена с NSFNet , а ARPANET была выведена из эксплуатации. ^[6]

Помимо сети, второй фундаментальной проблемой на момент зарождения SIMNET была неспособность графических систем обрабатывать большое количество движущихся моделей. Например, большинство современных авиасимуляторов использовали двоичное разбиение пространства , которое является вычислительно эффективным для фиксированных сред, поскольку порядок отображения полигонов (т. е. их глубинная когерентность) может быть предварительно вычислена. Хотя этот метод подходит для авиасимуляторов, которые в основном имеют точку обзора над неподвижной поверхностью Земли, он неэффективен вблизи земли, где порядок, в котором полигоны накладываются друг на друга, меняется в зависимости от местоположения точки обзора. Он также неэффективен с большим количеством движущихся моделей, поскольку перемещение модели изменяет ее глубинную когерентность относительно полигонов, представляющих землю.

Напротив, методы Z-буфера не зависят от предварительно вычисленной глубинной когерентности и поэтому были ключевой технологией, обеспечивающей наземную точку зрения SIMNET и большое количество движущихся транспортных средств. Z-буферизация требует большого объема памяти по сравнению с двоичным разделением пространства, но стала возможной отчасти потому, что стоимость оперативной памяти в то время значительно снизилась.

Z-буферизация размещает перекрывающиеся текстурированные полигоны в порядке рендеринга, от самого дальнего от зрителя к самому близкому. Сложность глубины создается при рендеринге перекрывающихся текстур, и если она слишком велика, это может вызвать перегрузку оперативной памяти. Это все еще актуально для современных движков реального времени. 3D-моделерам, работавшим над проектом, пришлось принять во внимание множество новых концепций при создании окружения и моделей. В то время, чтобы перенести текстуры окружения и модели транспортного средства в симулятор, художник должен был записывать файлы текстур на устройство prom и устанавливать это оборудование в каждый симулятор на месте. Все инструменты для создания 2D и 3D были написаны программистами BBN внутри компании. Они также создали движок симулятора и сетевое программное обеспечение. Постер SIMNET Видео SIMNET

SIMNET использовала дисплеи Z-буфера, разработанные Delta Graphics. Delta Graphics была основана Дрю Джонстоном (разработка ПО), Майком Сайрусом (президент), оба из Boeing Aerospace Company/Graphics Lab, и Джеем Беком (технический директор и вице-президент), консультантом по 3D-графике Softtool Consulting. Графический процессор GDP, специально разработанный для SIMNET Гэри Уилсоном (старший инженер HW), победил существующий Silicon Graphics HW из-за своей низкой стоимости и архитектуры. Это был первый процессор дисплея-симулятора, который использовал буфер кадра и алгоритмы Z-буфера на основе каналов дисплея для отображения имитируемого вида.

SIMNET активно использовалась армией США для обучения, в первую очередь в Форт-Беннинге , Форт-Ракере и Форт-Ноксе . Дополнительные временные и постоянные места расположения были в Форт-Ливенворте и Графенвере , Германия. Он также использовался для тестирования транспортных средств, которые все еще находились в разработке.

Последующие протоколы SIMNET назывались «Распределенное интерактивное моделирование» ; основной последующей программой армии США был «Тактический тренажер ближнего боя» (CCTT).

Программа SIMNET-D (Developmental) использовала системы моделирования, разработанные в программе SIMNET, для проведения экспериментов с системами вооружения, концепциями и тактикой. Она стала программой Advanced Simulation Technology Demonstration (ADST). Она способствовала созданию Battle Labs по всей армии США , включая Mounted Warfare TestBed в Форт-Ноксе, штат Кентукки, Soldier Battle Lab в Форт-Беннинге, штат Джорджия, Air Maneuver Battle Lab в Форт-Ракере, штат Алабама, Fires Battle Lab в Форт-Силле, штат Оклахома.

Дополнительные исследовательские программы после закрытия SIMNET включали работу в области изменения погоды и рельефа местности в реальном времени.

• RTIME, Inc (Rolland Waters), Ролланд Уотерс отвечал за значительные сетевые достижения, а также за интеграцию распознавания речи в несколько платформ. Его первый стартап, RTIME, был приобретен Sony, чтобы сформировать ядро ​​PlayStation Network.
• MVRsimulation Inc. (У. Гарт Смит), MVRsimulation — это частная небольшая виртуальная компания, которая разрабатывает программное обеспечение и 3D-контент для создания и рендеринга 3D-моделируемых сред.
• MaK Technologies (Джон Моррисон и Уоррен Кац), которая продолжает предоставлять программное обеспечение для моделирования
• Reality by Design, Inc (Джоан Уэст Мецгер и Пол Мецгер), программное обеспечение и системы моделирования и обучения
• Zipper Interactive (Брайан Содерберг), которая разработала серию игр SOCOM для PS2 и также была куплена SCEA
• Wiz!Bang (Дрю Джонстон), еще один разработчик игр. Дрю Джонстон в настоящее время является менеджером по продуктам (PUM) в команде Windows Gaming Platform в Microsoft.

• Пименталь, К. и Блау, Б. (1994). «Обучение вашей системы совместному использованию». Компьютерная графика и приложения IEEE, 14(1), 60
• Рейнгольд, Х. (1992). Виртуальная реальность, Simon & Schuster, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк
• Робинетт, У. (1994). «Интерактивность и индивидуальная точка зрения в общих виртуальных мирах: большой экран против сетевых персональных дисплеев». Компьютерная графика, 28(2), 127
• Стоун, АР (1991). Реальное тело, пожалуйста, встанет?: Пограничные истории о виртуальных культурах. В М. Бенедикте (ред.), Киберпространство: первые шаги (стр. 81–118). Кембридж: MIT Press.

• Ленуар, Т. и Х. Ловуд (2003), «Театры войны: Военно-развлекательный комплекс», Кунсткамера, Лаборатория, Бюне — Schauplätze des Wissens im 17. Jahrhundert/ Коллекция, Лаборатория, Театр, Берлин; Издательство Уолтера де Грюйтера.
• Поставщик: AEgis Technologies: Симулятор BattleStorm
• SIMNET - Взгляд изнутри, Л. Нил Косби
• SIMNET: Появление сетей симуляторов, Дункан С. Миллер и Джек А. Торп
• Война — это виртуальный ад, журнал Wired, выпуск 1.01, Брюс Стерлинг
• Тренажер тактического боя ближнего боя (CCTT) компании Lockheed Martin
• Агентство перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) Технологический переход, страницы 27, 93