SIMNET

SIMNET era una red de área extensa con simuladores de vehículos y pantallas para la simulación de combate distribuido en tiempo real: tanques, helicópteros y aviones en un campo de batalla virtual. SIMNET fue desarrollada para el ejército de los Estados Unidos y utilizada por él. El desarrollo de SIMNET comenzó a mediados de la década de 1980, se puso en práctica a partir de 1987 y se utilizó para entrenamiento hasta que los programas sucesores entraron en funcionamiento bien entrada la década de 1990.

SIMNET fue quizás el primer sistema de realidad virtual completamente operativo del mundo ^[1] y el primer simulador en red en tiempo real. No era muy distinto de los juegos multijugador masivos de la actualidad. Admitía una variedad de vehículos aéreos y terrestres, algunos dirigidos por humanos y otros autónomos.

Jack Thorpe, de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA), vio la necesidad de una simulación multiusuario en red . Los equipos de simulación interactiva eran muy caros, y reproducir las instalaciones de entrenamiento también era costoso y consumía mucho tiempo. A principios de los años 80, la DARPA decidió crear un sistema de investigación prototipo para investigar la viabilidad de crear un simulador distribuido en tiempo real para la simulación de combate. SIMNET, la aplicación resultante, debía demostrar tanto la viabilidad como la eficacia de un proyecto de este tipo. ^[2]

El entrenamiento con equipos reales era extremadamente costoso y peligroso. La posibilidad de simular ciertos escenarios de combate y de que los participantes estuvieran ubicados de forma remota en lugar de todos en un mismo lugar redujo enormemente el costo del entrenamiento y el riesgo de lesiones personales. ^[3] La red de larga distancia para SIMNET se ejecutaba originalmente a través de múltiples líneas de acceso telefónico a 56 kbit/s, utilizando procesadores paralelos para comprimir los paquetes a través de los enlaces de datos. Este tráfico contenía no solo los datos del vehículo sino también voz comprimida.

SIMNET fue desarrollado por tres compañías: Delta Graphics, Inc.; Perceptronics, Inc.; y Bolt, Beranek and Newman (BBN), Inc. No hubo un contratista principal en SIMNET; se hicieron contratos independientes directamente con cada una de estas tres compañías. BBN desarrolló el software de simulación de vehículos y de red, así como otro software como artillería, reabastecimiento y fuerzas semiautomáticas que a menudo se utilizan para las fuerzas opuestas. Delta Graphics, con sede en Bellevue, Washington, desarrolló el sistema de gráficos y las bases de datos del terreno. Delta Graphics finalmente fue comprada por BBN. ​​Perceptronics, con sede en Los Ángeles, fue responsable de los simuladores SIMNET reales; los ingenieros de la compañía, el personal de factores humanos y el equipo de fabricación diseñaron, desarrollaron y construyeron más de 300 simuladores de tripulación completa, integrando los controles, sistemas de sonido y sistemas visuales en las carcasas especiales de los simuladores; también instalaron los simuladores en varias instalaciones en los EE. UU. y Alemania, capacitaron a los operadores y brindaron soporte al sistema durante varios años. BBN fue responsable del desarrollo del software de simulación dinámica para cada uno de los simuladores, así como del software de comunicación de red distribuida que mantenía a cada simulador informado de la posición (y otra información de estado) de otros simuladores que se encontraban dentro de la línea de visión potencial dentro del entorno virtual compartido. Cada simulador mantenía su propia copia de este entorno virtual y transmitía su propia información de estado a los otros simuladores.

Como se trataba de una simulación en red, cada estación de simulación necesitaba su propia pantalla del entorno virtual compartido . Las estaciones de visualización eran maquetas de ciertos simuladores de control de tanques y aeronaves , y estaban configuradas para simular las condiciones dentro del vehículo de combate real. Los simuladores de tanques, por ejemplo, podían acomodar una tripulación completa de cuatro personas para mejorar la eficacia del entrenamiento. La red estaba diseñada para admitir hasta varios cientos de usuarios a la vez. La fidelidad de la simulación era tal que podía usarse para entrenar escenarios de misión y ensayos tácticos para operaciones realizadas durante las acciones estadounidenses en la Operación Tormenta del Desierto en 1992. ^[4]

SIMNET utilizó el concepto de “ estimación de posición ” para correlacionar las posiciones de los objetos y los actores dentro del entorno simulado. Duncan (Duke) Miller, el director del programa BBN SIMNET, fue el primero en utilizar este término, que se remonta a los primeros días de la navegación por barco, para explicar cómo los simuladores podían comunicarse entre sí información sobre cambios de estado y, al mismo tiempo, minimizar el tráfico de la red. Básicamente, el enfoque implica calcular la posición actual de un objeto a partir de su posición y velocidad anteriores (que se compone de elementos vectoriales y de velocidad). ^[5] Los protocolos SIMNET establecían que, siempre que el estado real de un simulador se desviara en más de un cierto umbral de su estado calculado por estimación de posición, el simulador estaba obligado a enviar un nuevo mensaje de actualización de estado.

El uso de los protocolos SIMNET y de los sistemas de entrenamiento basados ​​en SIMNET en la Primera Guerra del Golfo demuestra el éxito de SIMNET, y su legado fue visto como una prueba de que la simulación virtual cooperativa en red interactiva en tiempo real es posible para una gran población de usuarios. Más tarde, se utilizó la Red Terrestre de Banda Ancha (un descendiente de alta velocidad de ARPANET que funcionaba a velocidades T1 ) para transportar el tráfico. Esta red permaneció bajo la DARPA después de que el resto de ARPANET se fusionara con NSFNet y ARPANET fuera desmantelada. ^[6]

Además de la red, el segundo desafío fundamental en el momento en que se concibió SIMNET era la incapacidad de los sistemas gráficos para manejar grandes cantidades de modelos en movimiento. Por ejemplo, la mayoría de los simuladores de vuelo contemporáneos usaban particiones binarias del espacio , lo cual es computacionalmente efectivo para entornos fijos, ya que el orden de visualización de los polígonos (es decir, su coherencia de profundidad) se puede calcular previamente. Si bien es adecuada para simuladores de vuelo, que en gran medida tienen un punto de vista sobre la superficie fija de la Tierra, esta técnica es ineficaz cerca del suelo, donde el orden en el que los polígonos se superponen entre sí cambia con la ubicación del punto de vista. También es ineficaz con una gran cantidad de modelos en movimiento, ya que mover un modelo cambia su coherencia de profundidad en relación con los polígonos que representan el suelo.

Por el contrario, las técnicas de almacenamiento en búfer Z no dependen de una coherencia de profundidad calculada previamente y, por lo tanto, fueron una tecnología clave para el punto de vista terrestre de SIMNET y para una gran cantidad de vehículos en movimiento. El almacenamiento en búfer Z requiere mucha memoria en comparación con la partición binaria del espacio, pero fue posible en parte porque el costo de la RAM en ese momento había bajado significativamente.

El almacenamiento en búfer Z coloca los polígonos con textura superpuestos en un orden para ser renderizados, desde el más alejado del espectador hasta el más cercano. La complejidad de profundidad se crea al renderizar texturas superpuestas y, si es demasiado grande, puede causar sobrecargas de RAM. Esto sigue siendo así en los motores de tiempo real actuales. Los modeladores 3D que trabajaron en el proyecto tuvieron que tener en cuenta muchos conceptos nuevos al crear los entornos y los modelos. En ese momento, para transferir las texturas del entorno y del modelo del vehículo al simulador, el artista grababa los archivos de textura en un dispositivo de grabación e instalaba esa pieza de hardware en cada simulador, en el lugar. Todas las herramientas de creación 2D y 3D fueron escritas por los programadores de BBN, internamente. También crearon el motor del simulador y el software de red. Póster de SIMNET Vídeo de SIMNET

SIMNET utilizaba pantallas con búfer Z desarrolladas por Delta Graphics. Delta Graphics fue fundada por Drew Johnston (desarrollo de software), Mike Cyrus (presidente), ambos de Boeing Aerospace Company/Graphics Lab, y Jay Beck (director de tecnología y vicepresidente), consultor de gráficos 3D de Softtool Consulting. El procesador de gráficos, GDP, desarrollado a medida para SIMNET por Gary Wilson (ingeniero de hardware sénior), se impuso al hardware existente de Silicon Graphics debido a su bajo coste y a su arquitectura. Fue el primer procesador de pantalla de simulador que utilizaba un búfer de cuadros y algoritmos de búfer Z por canal de pantalla para mostrar la vista simulada.

El ejército de los EE. UU. utilizó SIMNET de forma activa para entrenamiento, principalmente en Fort Benning , Fort Rucker y Fort Knox . También se utilizaron ubicaciones temporales y permanentes en Fort Leavenworth y Grafenwoehr , Alemania. También se utilizó para probar vehículos que aún estaban en desarrollo.

Los protocolos que siguieron a SIMNET se denominaron Simulación Interactiva Distribuida ; el principal programa de seguimiento del Ejército de EE. UU. fue el Close Combat Tactical Trainer (CCTT).

El programa SIMNET-D (desarrollo) utilizó sistemas de simulación desarrollados en el programa SIMNET para realizar experimentos en sistemas de armas, conceptos y tácticas. Se convirtió en el programa de demostración de tecnología de simulación avanzada (ADST). Fomentó la creación de laboratorios de batalla en todo el ejército de los EE. UU ., incluido el banco de pruebas de guerra montada en Ft Knox, Kentucky, el laboratorio de batalla de soldados en Ft Benning, Georgia, el laboratorio de batalla de maniobras aéreas en Ft Rucker, Alabama, y ​​el laboratorio de batalla de incendios en Ft Sill, Oklahoma.

Los programas de investigación adicionales después del final de SIMNET incluyeron trabajos en modificaciones del clima y del terreno en tiempo real.

• RTIME, Inc (Rolland Waters), Rolland Waters ha sido responsable de importantes avances en redes, así como de la integración del reconocimiento de voz en varias plataformas. Su primera startup, RTIME, fue adquirida por Sony para formar el núcleo de PlayStation Network.
• MVRsimulation Inc. (W. Garth Smith), MVRsimulation es una pequeña empresa virtual privada que desarrolla software y contenido 3D para crear y renderizar entornos simulados en 3D.
• MaK Technologies (John Morrison y Warren Katz), que continúa proporcionando software de simulación
• Reality by Design, Inc (Joanne West Metzger y Paul Metzger), software y sistemas de simulación y entrenamiento
• Zipper Interactive (Brian Soderberg), que desarrolló la serie de juegos SOCOM para PS2 y también fue adquirida por SCEA
• Wiz!Bang (Drew Johnston), otro desarrollador de juegos. Drew Johnston actualmente es el gerente de la unidad de productos (PUM) del equipo de la plataforma de juegos de Windows en Microsoft.

• Pimental, K. y Blau, B. (1994). “Enseñar a su sistema a compartir”. Gráficos y aplicaciones informáticas del IEEE, 14(1), 60
• Rheingold, H. (1992). Realidad virtual, Simon & Schuster, Nueva York, NY
• Robinett, W. (1994). “Interactividad y punto de vista individual en mundos virtuales compartidos: la pantalla grande frente a las pantallas personales en red”. Computer Graphics, 28(2), 127
• Stone, AR (1991). ¿Podría ponerse de pie el cuerpo real?: Historias de fronteras sobre culturas virtuales. En M. Benedikt (Ed.), Ciberespacio: primeros pasos (pp. 81–118). Cambridge: MIT Press.

• Lenoir, T. y H. Lowood (2003), "Teatros de guerra: el complejo de entretenimiento militar", Kunstkammer, Laboratorium, Bühne—Schauplätze des Wissens im 17. Jahrhundert/ Collection, Laboratory, Theatre, Berlín; Editores Walter de Gruyter.
• Proveedor: AEgis Technologies: Simulador BattleStorm
• SIMNET: la perspectiva desde dentro, de L. Neal Cosby
• SIMNET: El advenimiento de las redes de simuladores, Duncan C. Miller y Jack A. Thorpe
• La guerra es un infierno virtual, revista Wired, número 1.01, Bruce Sterling
• Entrenador táctico de combate cercano (CCTT) de Lockheed Martin
• Transición tecnológica de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA), páginas 27, 93