Zaměřovač

Grafický engine v simulátorech vrtulníků

Reálné prostředí?
    Pravděpodobně každý, kdo čte toto krátké zamyšlení, již přišel do styku s vrtulníkovým simulátorem. Každý bude nepochybně znát klasiku Tomahawk, LHX Attack Chopper, Gunship, Comanche, Apache Longbow, Hind, Longbow… Všechny tyto simulátory si na trhu po dobu svého působení vedly poměrně dobře. Ne každý však dokázal modelovat reálné prostředí, které je pro každý bojový vrtulníkový simulátor naprostou nutností. V dřívějších dobách byl faktor reálného prostředí velmi obtížným bodem v celé simulaci, neboť jsme se často potýkali s nedostatkem výkonu dostupného hardware. Proto byly prvopočátky spíše ve schematickém ražení (Tomahawk). LHX Attack Chopper již přinášel vyplněné vektorové objekty (budovy, hangáry) a plné vektorové kopce napovídaly, že čas kvalitní vrtulníkové simulace právě přichází. Digital Integration se stal vůbec nejznámější firmou, která svými plynulými simulátory Apache Longbow a Hind poprvé promluvila v kvalitním SVGA provedení. Společnost Novalogic se rozhodla jít naprosto vlastní cestou a své bojové simulátory zasazovala do vlastního patentu VOXEL SPACE, VOXEL SPACE II. Často slýchávám, že Voxel Space je "hnus", že je to odpudivá pixelizace a že tento grafický engine nelze vůbec hodnotit pozitivně. To říkají HRÁČI!!!!!. Hráčů je v České republice přece jen více, než-li virtuálních pilotů, kteří se dokážou nad realitou věci letecké simulace adekvátně zamyslet. Tím se také veškeré počítačové hry dnes liší od leteckého simulátoru - svým zaměřením a svým "úhlem pohledu". Proto je třeba i prvek grafického enginu sledovat v souvislosti s daným programem. John Garcia (šéf Novalogicu) jasně deklaroval, že produkty firmy Novalogic se snaží svým zpacováním nejjednoduššími prostředky suplovat prvky virtuální reality. Jen si vzpomeňte na prvního Comanche. Akčnější simulátor, ovšem prostředí bylo nové, originální a zároveň nejlépe zapadalo do vrtulníkové simulace. Další díly Comanche, které umožňovaly více rozlišení tento fakt jedině potvrzovaly!!!. Pokud člověk rozumí bojovému vrtulníku alespoň v základích otázkách, je mu jasné, že vrtulník je taktický stroj, který se může pohybovat po cm, může se v terénu libovolně otáčet a volit nejlepší úkryt pro svůj pozdější překvapivý zásah. Využívá přírodní vegetace, využívá přírody a jedině tak se stává hrozivou zbraní v očích nepřítele.V perském zálivu se vrtulníky Apache pro nepřítele staly noční můrou. Nebyly vidět, slyšet a přesto se na obzoru najednou vyhoupl celý roj, který dokázal ve zlomku vteřiny "nadělat totální binec" (metodou RIPPLE FIRE za použití ničivých raket Hellfire). Pokročilá avionika v dnešních bojových vrtulnících s využitím navigace GPS jedině podloží možnosti tohoto stroje.
    Proto, aby tyto vlastnosti mohly být aplikovány do letového simulátoru, je třeba naprogramovat co možná nejvíce autentický grafický engine. Nestačí pouze umístění s přibližným elevačním propočtem terénu. Do simulace je třeba zapustit co nejvíce reálných! objektů, které by pilot vrtulníku v případě potřeby mohl využít ke svému užitku. A právě takovým simulátorem, takovým jediným simulátorem, který splňuje tuto vlastnost byl Apache Havoc. Ten se dočkal patchované verze, a proto si dnes můžete tento grafický engine vychutnat ve vysokém rozlišení. Za okamžik se na naší stránce objeví plná verze simulace Comanche Hokum, který na svého předchůdce úspěšně navazuje. Tyto dva vrtulníkové simulátory splňují na sto procent účel detailního grafického enginu, který je pro vrtulníkový simulátor prostě nutný.

My chceme fotorealitu!
    Fotorealistický grafický engine je velmi náročný na výkon počítače, nicméně jeho pozitivní vlastnosti již také přinesly své ovoce v dokonale optimalizovaném IAF, USAF, FLANKER 2, F-22 Raptor (Ien). Fotorealitu lze však bohužel prozatím implementovat pouze do simulátorů stíhacích letadel, neboť ty přece jen operují ve vyšších letových hladinách, než-li vrtulníky. Fotorealistický grafický engine ve vrtulníkové simulaci v nejbližší době určitě nebude možný, neboť by si vyžádal abnormální požadavky na hardware počítače. Fotorealistická grafika, která se primárně programuje v závislosti na přesných družicových fotografiích, satelitních snímcích, vypadá úžasně. Přesto se však každý takový simulátor stane prozatím jen průměrně hratelnou záležitostí právě v důsledku extrémních hardwarových nároků.

Schematické sdělení grafického enginu
    Pamatujete na Air Warrior? Na Warbirds ? V Čechách tyto prestižní letecké ON_LINE bojové simulátory nezaznamenaly vůbec pozitivní ohlas, neboť nebyly pochopeny. Opět se projevila typická česká vlastnost,… "že my už všechno víme, a co nevíme, to si vymyslíme"…! Právě proto byly tyto letecké simulátory zhatěny prakticky ve všech počítačových médiích. Světově byly výše jmenované simulátory několikrát oceněny nejlepším ON_LINE simulátorem roku. Jejich hratelnost spočívala v Internetovém propojení až několik stovek virtuálních pilotů současně. Tento fakt byl možný pouze v případě, že simulátor nebude náročný na výkon počítače. Proto schematická grafika, proto pár kopců a suché vektory… Schematický grafický engine není fotorealistický (textury nejsou v souladu se satelitními snímky), je však zaručeně plynulý a v rámci potřeby obsahuje schematicky vyobrazené strategické body (několik kopců, cest, leteckých základen, pozemních cílů). Schema však přesto může dokonale naznačovat elevační propočet, přesnou rozlohu a dnes i veškeré důležité strategické body, které zapadají do reálného světa. Typickými průkopníky detailního schematického sdělení je zmíněná simulace Apache Longbow, Hind firmy Digital Integration. Pozdější stejně úspěšný simulátor F/A-18 Hornet 3.0, popř. KOREA navazuje na schematické sdělení s tím rozdílem, že konečně přináší vysoká rozlišení (1024x768). Pro potřebu simulovat reálný konflikt je schematické sdělení pokaždé zárukou plynulosti a rychlá animace je prvotní předpoklad pro výpočet matematicko-fyzikálního modelu v reálném čase!!!!!!!!. Navíc vysoké rozlišení získává rozměr také za podmínek IFR (v noci, při snížené dohlednosti, bouřkovém počasí, mlze apod)´. A zejména VPD v takové scenérii pak vypadají úchvatně. Jen si na HORNETA vzpomeňte. Hind, apache Longbow byl v nočním provedení rovněž neopakovatelným zážitkem. Prostě stále záruka rychlé, plynulé animace.

Schema preferuje NATO
    Samozřejmě nejen trenažery NATO, ale zejména prozápadně orientované státy, které jsou součástí NATO v poslední době využívají stále více moderních leteckých trenažerů . Při grafickém vyobrazení reálného prostředí využívají schematického sdělení, které by naprosté většině tzv. HRÁČů připadalo vyloženě směšné!!! Fotorealistických textur se sice začíná v produkci reálných trenažérů využívat, nicméně jak u desktopové letecké simulace, tak i v trenažerech vybavených hydraulikou a kompletní avionikou, se schematické sdělení zdá nejlepším prostředkem pro široké použití.

Výkonnostní třídy
    Každého bude určitě zajímat, do jaké míry se trenažer shoduje s PC desktopovým simulátorem. Každý letecký trenažer lze rozdělit do několika "výkonnostních skupin". Finance jsou nejdůležitějším faktorem pro úspěšnou produkci jakéhokoli trenažeru. Ne každá armáda si však může dovolit hydraulické kabiny, pro které je třeba postavit ještě nějaké to menší "kasárna"… A proto se např. na palubách letadlových lodí často využívají cvičné programy, které rámcově odpovídají celým svým zpracováním běžné letecké simulaci na PC. Neobsahují žádný přístrojový panel, neobsahují reálné uspořádání avioniky a nevyužívají ani přídavného projektoru pro širokoúhlou projekci simulovaného obrazu. Jsou to pouhopouhé počítače, které jsou vybaveny joystickem se sdruženými funkcemi pedálů a plynu.!!!! Tyto programy na palubu letadlové lodě v nedávné době dodala pro potřeby výcviku např. firma MICROSOFT, která svůj Microsoft Flight Simulator 98 optimalizovala do podoby, kterou si námořní síly objednaly. Místo kokpitu Cessny, se zkrátka "nahodil" panel nějakého cvičného palubního letounu, vektorové prostředí prošlo také určitými změnami a vše bylo hotovo!
    Desktopová simulace slouží pouze pro základní výcvik pilotů. Ti se jejím prostřednictvím dokonale seznámí s ovládáním avioniky a s typickými úkony, na které je třeba si prostě jen zvyknout. K tomuto účelu se počítač s joystickem skvěle hodí.
    Dalším stupněm je vlastně desktopová simulace obohacena o širokoúhlou projekci a o reálné ovládací zařízení (HOTAS s pedály). Tento druh trenažeru jsem osobně testoval na jednom leteckém dni v Praze (HORNET). Schematický grafický engine odpovídá cca. programu HORNET 3.0. HOTAS představilo reálné zařízení stíhacího letounu F/A-18. Projektor PHILIPS, software byl vyvinut na počítačích třídy Silicon Graphics (dnes SGI). Avionika byla reprodukována na jednom velkém monitoru, na kterém bylo "nalepeno" reálné uspořádání v letounu a byla ovládána dalším počítačem. Takový druh leteckého trenažeru není příliš nákladný (až na ten autentický HOTAS s pedály) a přesto navozuje špičkovou audiovizuální kulisu reálného konfliktu. Tento trenažer může být navíc obohacen i reálným kokpitem letadla…
    Kompletní hydraulické kabiny s kompletním kouskem "trupu letadla" stojí balík, ale představují nejvyšší možný trenažerový výcvik se všemi podružnými jevy působící na pilota (přetlak, G). Tyto trenažery vyrábí dnes celá řada firem.

SOGITEC: Dassault Aviation
    V souvislosti s leteckými simulacemi na PC nás nejvíce zaujala francouzská společnost SOGITEC, která má ve své produkci již několik úspěšných desktopových i hydraulických simulátorů vrtulníků, ale také stíhacích letadel (např. MIRAGE 2000). A přitom každý takový trenažer rámcově odpovídá desktopové simulaci na PC.
    Např. trenažer SHERPA, který si klade za cíl cvičit francouzské piloty, kteří létají na vrtulníku PUMA, popř. COUGAR. Tento simulátor patří mezi starší produkty, které vznikly a základě objednávky ministerstva obrany pro potřeby výcviku francouzských pilotů. Projekce kulového zobrazení byla navíc obohacena o reálný kokpit vrtulníků, který bylo možné modifikovat do dvou odlišných verzí (PUMA, COUGAR). Trenažer nabízel tyto možnosti výcviku:

- charakteristické bojové mise (Escort, Transport, Intercept, Sead, apod..)
- lety za podmínek VFR, IFR
- další prvky pokročilé pilotáže (akrobacie)
- nácvik taktických manévrů s využitím volné přírody (maskování, atd..).
- let ve formaci
- speciální konfiguraci nočního létání s využitím, ale i bez využití nočního vidění
- pojíždění, vzlet, vis, approach, přistávání v různorodém terénu

    Veškeré operativní úkony jsou řízeny programem, který může přímo v reálném čase navíc ovládat dálkový instruktor, který není přítomen v kabině, ale má jakýsi dohled nad simulací a veškerými režimy nácviku včetně konfigurace složitosti, optimalizace. Každý bod výcviku se nahraje ve zlomku několika sekund. Simulátor navíc počítá s možnostmi reálně vedeného konfliktu a obsahuje tyto prvky:

- reálně umístěné interaktivní objekty
- možnost selhání až 200 funkcí na každém vrtulníku (failures)
- nabízí plnou kontrolu interaktivní AI (umístění zbrojní techniky)
- uchovává kompletní letový plán s veškerými navigačními subjekty

    Na tomto příkladu je patrné, že tento trenažer svými nabídkami a charakterem skutečně odpovídá hardorovému leteckému simulátoru na PC. A stejné prvky výcviku může každý virtuální pilot v dnešní desktopové PC simulaci nacvičovat. Graficky SHERPu nejvíce připomíná Apache Havoc, popř. připravovaný Comanche Hokum, Hornet 3.0 a také Flanker 2. Obrázky, které ShadowX zapustil do tohoto článku vám nakonec sami potvrzují tato fakta.

Jde o to, aby pilot cítil kontakt s volnou přírodou
    Schematické sdělení grafického enginu nemusí být fotorealistické a přesto cítíte skutečný terén, skutečná pole, oraná i neoraná, džungli, kańony, tunely, řečiště, mosty, vesnice, základny, elektrárny, ale také třeba opuštěný kostelík na kraji lesa, nebo vypuštěnou přehradu. Rybníky, jezírka, zátoky, pobřeží, skalnaté výběžky, útesy, to vše je dnes možné, a pokud chcete cítit prvky virtuální reality, zkuste starší simulaci Apache Havoc, popř. si pár dní počkejte na nový Comanche Hokum. Ale myslím, že obrázky, které jsem záměrně ze simulátoru Apache Havoc vybral, jsou nejlepším důkazem pro profesionální schematické sdělení grafického enginu v nebývale členitém detailu. Toto prostředí odpovídá i simulátoru SHERPA a dalším skutečným výcvikovým trenažerům. Jedině tak využijete strategicko-taktického uvažování během pilotáže vrtulníku.

Sledujte, že i barvy a textury "sedí"!…
    Komplexní metodika enginu Apache Havoc nejvíce zapadá do virtuálního armádního trenažeru i ve svém zpracování textur, zobrazení silnic, cest (cesta je lemována stromy pouze v první řadě, pak následuje pouze zelená polygonová geometrická "hmota" - typické!!!!). Podrobně jsme studovali grafický editor SINDBAD firmy SOGITEC, který využívá naprosto stejných prostředků jako grafikcý engine Apache Havoc. Generování polygonů, stejné textury stromů a pozemní techniky jsou téměř ve všech polohách shodné.

Profesionální pohled firmy Razorworks
    Je vidět, že Razorworks, zejména v oblasti grafiky, zaměstnává profíky. V oblasti avioniky mají co dohánět. Ale všechno chce svůj čas. Bojové prostředky pohybujícího se vrtulníku však Razorworks vystihla nejlépe. Pár chlapíků firmy Razorworks navíc pochází ze společnosti Digital Integration a podíleli se na takových simulátorech jako např. Hind, Tomahawk, atd…
    Tento článek je takovým malým přírůstkem důkazu o tom, že letecká simulace na PC není "sranda", není hra, ale že se v některých případech jedná o software, který může stát i několik desítek, možná i stovek tisíc dolarů…

Pozn.: Obrazová dokumentace, která byla použita v tomto článku náleží společnosti SOGITEC Electronics Division, společnosti Empire Interactive - software Apache Havoc.
© photos, pictures, screenshots copyright : SOGITEC Electronics Division, Empire Interactive

Autor: Krouza Martin

Publikováno: 10.06.2001