增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)（AR/VR）等進(jìn)步正在重新定義在日益多樣化的軍事訓(xùn)練場(chǎng)景中對(duì)質(zhì)量和性能的期望。這些改進(jìn)還表明，隨著系統(tǒng)工程師為下一代“培訓(xùn)即服務(wù)”做準(zhǔn)備，系統(tǒng)設(shè)計(jì)策略需要改變哲學(xué)。開(kāi)發(fā)人員必須從離散系統(tǒng)轉(zhuǎn)向更分布式的培訓(xùn)環(huán)境，這些環(huán)境能夠通過(guò)單個(gè)綜合培訓(xùn)環(huán)境提供需求點(diǎn)培訓(xùn)。

美國(guó)陸軍模擬、訓(xùn)練和儀器計(jì)劃執(zhí)行辦公室 （PEO STRI） 呼吁行業(yè)支持定義“飛躍和顛覆性”技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)合成訓(xùn)練環(huán)境 （STE）。該辦公室希望為這些技術(shù)提供指導(dǎo)方針，以便在現(xiàn)在產(chǎn)生影響，并為未來(lái)幾十年的持續(xù)發(fā)展做好準(zhǔn)備。STE的目標(biāo)是提供培訓(xùn)即服務(wù)，使用互聯(lián)技術(shù)更有效地達(dá)到需求點(diǎn)。根據(jù) PEO STRI 的說(shuō)法，培訓(xùn)應(yīng)用程序必須是模塊化、可組合、可擴(kuò)展和面向服務(wù)的，重點(diǎn)是自動(dòng)化以減少技術(shù)支持。為了應(yīng)對(duì)競(jìng)爭(zhēng)力，設(shè)計(jì)人員必須為按需定制培訓(xùn)提供越來(lái)越靈活的解決方案，同時(shí)減少對(duì)單個(gè)硬件組件的內(nèi)在依賴。這不是一個(gè)容易的過(guò)渡，需要新的思維，在提供性能和價(jià)值的同時(shí)，采用漸進(jìn)式系統(tǒng)效率。

為了逐步向分布式環(huán)境遷移，應(yīng)將存儲(chǔ)、計(jì)算處理、圖像渲染、顯示和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等元素視為構(gòu)建塊。必須根據(jù)移動(dòng)性、內(nèi)容交付和安全性的需求對(duì)這些構(gòu)建塊進(jìn)行嚴(yán)格評(píng)估，以使設(shè)計(jì)愿景與分布式培訓(xùn)的新現(xiàn)實(shí)保持一致。增量方法在這項(xiàng)工作中具有重要價(jià)值 - 這里通過(guò)存儲(chǔ)和圖像渲染的分布式選項(xiàng)及其對(duì)移動(dòng)培訓(xùn)應(yīng)用程序的影響來(lái)證明。

利用分布式存儲(chǔ)推動(dòng)變革

從離散存儲(chǔ)轉(zhuǎn)向分布式存儲(chǔ)需要從根本上改變?cè)O(shè)計(jì)理念，考慮到存儲(chǔ)作為實(shí)時(shí)、虛擬、建設(shè)性 （LVC） 培訓(xùn)的內(nèi)容中心，而不是硬件。這種觀點(diǎn)不僅為培訓(xùn)系統(tǒng)建立了更全球化的前景，而且還確保開(kāi)發(fā)人員能夠在未來(lái)幾年的模擬開(kāi)發(fā)中更輕松地適應(yīng)。速度和可擴(kuò)展性是這一轉(zhuǎn)變的核心，將集成、互操作性和可組合性作為 LVC 的三大支柱。設(shè)計(jì)人員的關(guān)鍵是創(chuàng)建一個(gè)基礎(chǔ)，能夠在培訓(xùn)范圍內(nèi)支持這些要求，從桌面或講師指導(dǎo)的培訓(xùn)一直到身臨其境的全任務(wù)模擬。

軟件定義的存儲(chǔ)是實(shí)現(xiàn)這一價(jià)值的一種方式，因?yàn)樗藢?duì)底層硬件的關(guān)注，而是允許設(shè)計(jì)人員專注于適應(yīng)性強(qiáng)、工作負(fù)載優(yōu)化的性能。在軟件定義的模型中，存儲(chǔ)系統(tǒng)被虛擬化、池化、聚合，并作為軟件服務(wù)交付給用戶;該型號(hào)提供更長(zhǎng)的生命周期，并隨著時(shí)間的推移降低運(yùn)營(yíng)費(fèi)用和總擁有成本。

使用軟件定義模型的設(shè)計(jì)人員能夠考慮一系列靈活的按需性能要求，根據(jù)各種網(wǎng)絡(luò)或連接架構(gòu)定制分布式解決方案。適應(yīng)性變得與生俱來(lái)，隨著顯示器的數(shù)量、模擬器陣列和數(shù)據(jù)需求類型隨著時(shí)間的推移而變化，為軍事訓(xùn)練計(jì)劃增加了關(guān)鍵價(jià)值。

重新定義計(jì)算和渲染

這些不斷變化的需求需要逐案評(píng)估 - 管理顯示，考慮要渲染的圖像類型，并識(shí)別分布式環(huán)境將來(lái)可以使用的位置，無(wú)論它們是否適用于今天。解決方案必須從計(jì)算和存儲(chǔ)的角度進(jìn)行定制，具體涉及內(nèi)容類型及其交付方法。此模型將呈現(xiàn)視為許多內(nèi)容類型之一，并提供了創(chuàng)建靈活、可縮放且可重用的結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)分布式內(nèi)容交付的機(jī)會(huì)。

需要一種多層構(gòu)建塊方法，將分布式網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)分解為多個(gè)層，包括網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行建模、決策和更高級(jí)別的協(xié)作。例如，最終目標(biāo)可能是創(chuàng)建一個(gè)“渲染場(chǎng)”，即任何給定客戶端可在任何給定時(shí)間使用的集中式渲染容量。為了支持這一愿景，子系統(tǒng)中必須發(fā)生重大的體系結(jié)構(gòu)更改：一個(gè)子系統(tǒng)可能是渲染農(nóng)場(chǎng)本身，而另一個(gè)子系統(tǒng)是軟件體系結(jié)構(gòu)，使特定數(shù)據(jù)能夠按客戶端拉取。

對(duì)軟件架構(gòu)進(jìn)行相對(duì)較小的更改可能是一個(gè)過(guò)渡步驟，使圖像渲染能夠移出大盒子組件并更靠近顯示器運(yùn)行。這一步擺脫了對(duì)系統(tǒng)的“大鐵”關(guān)注 - 隨著應(yīng)用程序及其性能要求的發(fā)展，技術(shù)可以更容易地重用，并且與長(zhǎng)距離傳輸渲染圖像相關(guān)的成本降低。最終，資源被釋放出來(lái)，以便在下一個(gè)增量步驟中專注于渲染農(nóng)場(chǎng)，從而演示了一種向更集中的分布式環(huán)境發(fā)展而來(lái)的多層方法。

對(duì)移動(dòng)訓(xùn)練和模擬的分布式影響

乍一看，集中式移動(dòng)性似乎是一種矛盾，因?yàn)榧惺较到y(tǒng)位于一個(gè)地方，因此不是移動(dòng)的。然而，諸如集中存儲(chǔ)和圖像渲染之類的構(gòu)建塊實(shí)際上有助于為用戶和培訓(xùn)本身的開(kāi)發(fā)創(chuàng)造移動(dòng)性。系統(tǒng)性能不需要來(lái)自多個(gè)位置的數(shù)據(jù)，用戶可以從單一來(lái)源訪問(wèn)需求點(diǎn)培訓(xùn);培訓(xùn)講師可以訪問(wèn)相同的集中式基礎(chǔ)架構(gòu)，以實(shí)時(shí)進(jìn)行應(yīng)用程序更改和改進(jìn)。

集中式技術(shù)是移動(dòng)系統(tǒng)更充分地利用AR/VR應(yīng)用的驅(qū)動(dòng)因素，這些應(yīng)用目前存在，但受到離散系統(tǒng)的限制。分布式系統(tǒng)可以通過(guò)為多個(gè)位置的用戶提供更加身臨其境的需求點(diǎn)培訓(xùn)來(lái)增加新的價(jià)值，例如能夠?qū)⑻摂M現(xiàn)實(shí)與合成環(huán)境融合的完整任務(wù)模擬器。

從移動(dòng)角度來(lái)看，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)可能具有更大的潛力，可以實(shí)現(xiàn)完全聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)系統(tǒng)，通過(guò)實(shí)際的真實(shí)設(shè)備培訓(xùn)用戶。與其投資培訓(xùn)士兵處理由程序手冊(cè)或其他類型的指導(dǎo)材料支持的飛機(jī)檢查，不如使用來(lái)自飛行日志、清單或電子飛行包的系統(tǒng)數(shù)據(jù)重新定義體驗(yàn)。與頭戴式顯示器 （HMD） 相結(jié)合，受訓(xùn)者執(zhí)行飛機(jī)培訓(xùn)協(xié)議，并得到數(shù)據(jù)的支持，例如上次維修飛機(jī)的時(shí)間、原理圖以及如何執(zhí)行特定服務(wù)的分步說(shuō)明。軍事計(jì)劃可以利用同一個(gè)分布式平臺(tái)，讓士兵在場(chǎng)外訓(xùn)練、在野外工作、參與戰(zhàn)斗或處理設(shè)備和系統(tǒng)的日常維護(hù)。

分布式訓(xùn)練和模擬向前發(fā)展

在 PEO STRI 的授權(quán)下，培訓(xùn)和模擬行業(yè)正朝著解決同樣的老問(wèn)題發(fā)展，即如何實(shí)現(xiàn)互操作性和連接性，以有效提高最終用戶在復(fù)雜、不斷發(fā)展的培訓(xùn)場(chǎng)景中的熟練程度。目前的想法迫使設(shè)計(jì)師“回到”解決方案，繞過(guò)限制，而不是期待行業(yè)和軍事訓(xùn)練需求的發(fā)展方向。

相反，通過(guò)使用構(gòu)建塊方法采取漸進(jìn)步驟，模擬和培訓(xùn)行業(yè)可以實(shí)現(xiàn)其減少占地面積和運(yùn)營(yíng)成本的長(zhǎng)期目標(biāo)。分布式解決方案（以軟件定義的存儲(chǔ)和用于圖像渲染的新架構(gòu)等理念為例）還可以確保超越基于硬件的生命周期的性能。這種方法可以為軍事采購(gòu)界帶來(lái)實(shí)實(shí)在在的好處，因?yàn)閼?yīng)用程序的生命周期完全取決于需要多長(zhǎng)時(shí)間。

建立新的信息呈現(xiàn)方式 — 靈活、可擴(kuò)展且可重復(fù)，以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期部署和技術(shù)演進(jìn) — 使培訓(xùn)師能夠?qū)Ｗ⒂谌绾卧诓桓恼麄€(gè)基礎(chǔ)架構(gòu)的情況下管理變更。這是對(duì)硬件限制的突破，是向訓(xùn)練即服務(wù)的轉(zhuǎn)變，也是全球軍隊(duì)準(zhǔn)備應(yīng)對(duì)日益多樣化的威脅和任務(wù)的又一次重大轉(zhuǎn)變。

審核編輯：郭婷