仿生顯示降低了飛行模擬器混合現(xiàn)實(shí)的計(jì)算能力

Saab 和 Varjo Technologies 正在為飛行模擬器開發(fā)一種新的低成本、高分辨率混合現(xiàn)實(shí) (XR) 技術(shù)，以訓(xùn)練 Saab Gripen E/F 多用途戰(zhàn)斗機(jī)的飛行員。它被稱為仿生顯示器，它通過利用人眼的工作方式來降低所需的計(jì)算能力。

模擬器已成為訓(xùn)練飛行員不可或缺的工具，尤其是在高性能戰(zhàn)斗機(jī)方面。通過重建飛機(jī)的駕駛艙和環(huán)境，此類模擬器不僅是在不冒昂貴飛機(jī)或人命的情況下教授新手飛行員的寶貴工具，還可以幫助有經(jīng)驗(yàn)的飛行員磨練技能或在技術(shù)升級(jí)時(shí)學(xué)習(xí)新技能。

問題是生產(chǎn)一個(gè)模擬器，它可以真實(shí)地重現(xiàn)飛行條件，并且這樣做很經(jīng)濟(jì)。模擬器生成的圖像需要具有非常高的分辨率，以便學(xué)員可以看到精細(xì)的細(xì)節(jié)，甚至可以閱讀很小的文字。在傳統(tǒng)模擬器中，這是通過使用連接到超級(jí)計(jì)算機(jī)的大圓頂或洞穴形屏幕來實(shí)現(xiàn)的，以生成所需的細(xì)節(jié)。如果需要 3D 效果，學(xué)員必須佩戴特殊眼鏡。

結(jié)果是一個(gè)非常龐大、昂貴且難以移動(dòng)或修改的系統(tǒng)。

對于將集成到薩博新型 Gripen E/F 模擬器中的仿生顯示器，Varjo 使用虛擬現(xiàn)實(shí)耳機(jī)，通過為每只眼睛顯示不同的圖像來產(chǎn)生 3D 效果。這并不是什么新鮮事，但巧妙之處在于該技術(shù)如何以如此低的計(jì)算能力創(chuàng)建模擬，以至于超級(jí)計(jì)算機(jī)被一臺(tái)功能強(qiáng)大的游戲計(jì)算機(jī)所取代。

它通過利用人眼和大腦處理視覺的方式來管理這一點(diǎn)。我們傾向于認(rèn)為正常人在廣闊的視野中具有非常清晰的高分辨率視覺。事實(shí)上，人眼在高分辨率圖像中只能看到很小的中心區(qū)域，而外圍視圖實(shí)際上相對模糊但對我們來說似乎很清晰，因?yàn)檠劬υ趻呙柙搮^(qū)域時(shí)不斷移動(dòng)。大腦將這些掃描結(jié)果拼接在一起，給人一種視野開闊的錯(cuò)覺。

仿生顯示器使用混合現(xiàn)實(shí)，顯示飛行員與之交互的實(shí)際飛機(jī)控制以及駕駛艙外的虛擬環(huán)境。耳機(jī)有紅外 LED 燈，可將圖案投射到眼睛表面，由小型攝像頭監(jiān)控。這些允許系統(tǒng)在任何給定時(shí)刻跟蹤眼睛注視的位置，因此模擬器不必生成覆蓋墻壁或護(hù)目鏡上整個(gè)屏幕的單個(gè)高分辨率圖像。相反，它只生成受訓(xùn)者正在注視的高分辨率虛擬圖像，而將其余視場保留為低分辨率。這意味著支持模擬器會(huì)話所需的計(jì)算能力更少。

“我們正在最終確定我們自己模擬器的基本功能，以便我們可以在我們所有的飛行模擬器中使用 Varjo 的 XR-3 耳機(jī)，”薩博的戰(zhàn)術(shù)環(huán)境模擬和可視化主管說。“我們之前曾進(jìn)行過較小的、獨(dú)立的類似原型的項(xiàng)目，但現(xiàn)在我們正在將它們集成到我們的實(shí)際飛行模擬器中。”