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仿生显示降低了飞行模拟器混合现实的计算能力

2021-11-26 15:21:37 编辑:奚绍亨 来源:

Saab 和 Varjo Technologies 正在为飞行模拟器开发一种新的低成本、高分辨率混合现实 (XR) 技术,以训练 Saab Gripen E/F 多用途战斗机的飞行员。它被称为仿生显示器,它通过利用人眼的工作方式来降低所需的计算能力。

模拟器已成为训练飞行员不可或缺的工具,尤其是在高性能战斗机方面。通过重建飞机的驾驶舱和环境,此类模拟器不仅是在不冒昂贵飞机或人命的情况下教授新手飞行员的宝贵工具,还可以帮助有经验的飞行员磨练技能或在技术升级时学习新技能。

问题是生产一个模拟器,它可以真实地重现飞行条件,并且这样做很经济。模拟器生成的图像需要具有非常高的分辨率,以便学员可以看到精细的细节,甚至可以阅读很小的文字。在传统模拟器中,这是通过使用连接到超级计算机的大圆顶或洞穴形屏幕来实现的,以生成所需的细节。如果需要 3D 效果,学员必须佩戴特殊眼镜。

结果是一个非常庞大、昂贵且难以移动或修改的系统。

对于将集成到萨博新型 Gripen E/F 模拟器中的仿生显示器,Varjo 使用虚拟现实耳机,通过为每只眼睛显示不同的图像来产生 3D 效果。这并不是什么新鲜事,但巧妙之处在于该技术如何以如此低的计算能力创建模拟,以至于超级计算机被一台功能强大的游戏计算机所取代。

它通过利用人眼和大脑处理视觉的方式来管理这一点。我们倾向于认为正常人在广阔的视野中具有非常清晰的高分辨率视觉。事实上,人眼在高分辨率图像中只能看到很小的中心区域,而外围视图实际上相对模糊但对我们来说似乎很清晰,因为眼睛在扫描该区域时不断移动。大脑将这些扫描结果拼接在一起,给人一种视野开阔的错觉。

仿生显示器使用混合现实,显示飞行员与之交互的实际飞机控制以及驾驶舱外的虚拟环境。耳机有红外 LED 灯,可将图案投射到眼睛表面,由小型摄像头监控。这些允许系统在任何给定时刻跟踪眼睛注视的位置,因此模拟器不必生成覆盖墙壁或护目镜上整个屏幕的单个高分辨率图像。相反,它只生成受训者正在注视的高分辨率虚拟图像,而将其余视场保留为低分辨率。这意味着支持模拟器会话所需的计算能力更少。

“我们正在最终确定我们自己模拟器的基本功能,以便我们可以在我们所有的飞行模拟器中使用 Varjo 的 XR-3 耳机,”萨博的战术环境模拟和可视化主管说。“我们之前曾进行过较小的、独立的类似原型的项目,但现在我们正在将它们集成到我们的实际飞行模拟器中。”


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