NASA использует технологии NVIDIA для создания более реалистичных пилотажных тренажеров

Почти все из нас знакомы с понятием «зрение – единица». В Штатах для обозначения 100%-ной остроты зрения существует понятие «20/20». Этот термин обозначает, что человек различает буквы высотой немного меньше, чем 1,25 см, с расстояния 20 футов (6 метров). В блоге NVIDIA John Archdeacon, ведущий разработчиков IG (Image Generator) в NASA Ames Research, рассказывает о том, как понятие «зрение - 20/20» связано с разработкой пилотажных тренажеров и как GPU помогают повысить остроту зрения тренажёров.

«Большинство пилотажных тренажеров обеспечивают зрение 2-го уровня (20/40 - ~ 85%), а это значит, что самые важные детали виртуального пространства зачастую выглядят смазанными, и пилотам их нелегко идентифицировать. При этом у большинства молодых летчиков очень хорошее зрение – на уровне 20/13 (то есть выше «единицы»). Такая острота позволяет им видеть гораздо больше деталей, чем способны обеспечить большинство существующих систем визуализации.

реклама

Весь этот год команда NASA Ames работала над проектом создания визуальной системы с «разрешением человеческого глаза» для пилотажного тренажера, который мы делаем вместе с исследовательской лабораторией Военно-Воздушных Сил США (USAF). Благодаря этим разработкам, специалисты USAF впервые имеют возможность изучать различные элементы пространства на пилотажном тренажере, обладающем возможностью вывода изображения с остротой зрения 20/10.

Для того чтобы создать такой тренажер, мы использовали девять проекторов, обеспечивающих разрешение 4K (4096×2160). В совокупности они обеспечивают разрешение в 36 раз больше, чем у стандартного телевизора высокой четкости. Изображения проецируются на купол, не накладываясь друг на друга, создавая для пилота единую, непрерывную картину смоделированного внешнего мира. На сегодняшний день система оперирует девятью проекторами – и это не предел. В следующем году мы планируем увеличить количество проекторов до 15, что еще больше повысит разрешение выводимого изображения.

анонсы и реклама

Вместо 36 компьютеров – 5!

Генератор изображения (IG) – это система, состоящая из компьютеров, графических подсистем, баз визуальных данных, программ управления и рендеринга, которая моделирует синтетический мир в реальном времени. Обычно для такой системы применяют большей парк компьютеров. Если бы для созданного тренажера USAF мы использовали ресурсы классических систем (только на базе CPU), то для получения производительности в 60 кадров в секунду нам потребовалось бы 36 компьютеров, каждый из которых отвечал бы за небольшой кусок выводимого изображения. Такие кластеры громоздки и сложны в управлении.

реклама

Применение технологии масштабируемых решений для визуализации NVIDIA Quadro SVS позволило сократить количество компьютеров до пяти. В каждой из таких систем установлено несколько профессиональных видеокарт Quadro и карт синхронизации Quadro Sync для вывода изображения на один или два проектора 4K. Для того чтобы максимально сократить задержки, стоимость и сложность системы, связка между проекторами была организована на программном уровне с помощью технологий NVIDIA.

Еще одна проблема, возникшая при увеличении разрешения проектора до возможностей человеческого глаза, связана с качеством моделей, которые создают для пилота картинку внешнего мира. Базу визуальных данных необходимо было наполнить моделями соответствующего разрешения. Для этого проекта мы использовали спутниковые изображения ультравысокого разрешения 4K х 2K, которое более чем в восемь раз превышает разрешение текстур, используемых в традиционных пилотажных тренажерах, поэтому база данных соответствует разрешению экрана везде, где это возможно.

реклама

Больше пикселей, чем людей на Земле

Системе визуализации созданного тренажера приходится отрисовывать новую сцену каждую 60-ю долю секунды. Поэтому для хранения используемой базы данных как нельзя кстати пришелся большой объем видеопамяти профессиональных видеокарт Quadro. Благодаря этой возможности, генератору изображения не приходится постоянно передавать данные в системную память и обратно, что зачастую вызывает снижение производительности системы.

реклама

Мощные вычислительные ресурсы созданного тренажера позволяют ему каждые 2 секунды отрисовывать больше пикселей, чем проживает сегодня людей на нашей планете».


Подробнее о профессиональных видеокартах Quadro читайте здесь.

Оценитe материал
рейтинг: 5.0 из 5
голосов: 7

Лента материалов раздела

Возможно вас заинтересует

Сейчас обсуждают