海事培训VR解决方案

2024-02-20 11:10:41 关典

海事培训VR解决方案

瓦锡兰正在开发创新的混合现实培训解决方案,有可能彻底改变海员的培训方式。

瓦锡兰从事海事模拟业务已经超过30年。该公司总部位于芬兰,拥有17,000多名员工,是商业海事培训领域的全球领导者,在海军模拟训练领域也正在快速发展。

瓦锡兰目前在全球范围内安装了3000多台模拟器,用于导航、货物装卸、机舱等多种模拟用途。这些模拟器的范围从全任务驾驶台模拟器到独立训练器和桌面模拟器,所有这些都旨在复制不同复杂程度的船舶操作。

虽然传统模拟器在海事培训中非常有用,但瓦锡兰现在正在利用全新的混合现实培训解决方案增强现有的培训能力,这将彻底改变海员的培训方式。

挑战:如何让高质量的培训更容易获得

世界上所有的海员都会为职业发展和管理目的接受定期培训。传统模拟器是满足这些培训需求的有效方式,但在可扩展性和培训速度方面传统模拟器已经到达瓶颈期。

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海事模拟器通常以物理控制和多个2D屏幕为特色,为用户投射场景。这些多屏幕设置具有显著的建造和操作成本。例如,一个全任务驾驶台模拟器的视觉基础设施就可以由几十台高端投影仪和计算机组成。模拟器的物理尺寸和复杂性也意味着安装模拟器的整个过程很慢,至少需要几周时间。

大型模拟器更是需要大型设施和主动维护等诸多支持,这并不是每个培训中心都能够负担得起的。全球可用的海事培训中心数量有限,这也进一步限制了可用的培训时间和参与训练人员的数量。

以前的沉浸式解决方案画质存在缺陷

长期以来,瓦锡兰一直在寻求和开拓创新技术,以增强其为客户提供服务的能力,并使培训更加快速。但到目前为止,可用的VR/XR技术还不足以补充传统的培训解决方案。

以前的沉浸式虚拟现实解决方案的主要问题是模拟画质质量低下,这就导致了虚拟现实还不足以满足海上训练的需求。而且当时大多数VR头戴设备阻挡了用户与真实世界之间的互动,这就相当于阻止了使用真实世界控制器和仪器进行训练的训练方式,这虽然帮助训练者加强了肌肉记忆,但却也非常有限的限制了训练者与其他学员进行协作的能力。

解决方案:混合现实训练系统

瓦锡兰探索了各种混合现实技术作为一种潜在的解决方案实施扩展培训的可用性,并为其客户提供更具成本效益的解决方案。

瓦锡兰的产品模拟与训练部门负责人约翰·埃克瓦尔曾尝试与一些VR和XR技术提供商合作创建混合现实系统,但都没有达到所需的视觉质量,直到Varjo的出现。

“没有其他设备能够超越Varjo XR-3焦点版所提供的视觉质量或混合现实能力,Varjo XR-3焦点版达到了我们需要的沉浸水平,Varjo是第一家能够满足我们所有要求的技术提供商。”埃克瓦尔说到。

混合现实的真正多用户训练

另一项突破是,得益于Varjo的先进技术,瓦锡兰最终可以为HMD的解决方案提供真正的多用户培训视频直通XR功能。许多海上训练场景必须包含几个人,因为海员在真实世界中经常会一起工作。一个很好的例子是桥梁资源管理培训,其中几个人需要在同一个物理空间中,一起实时通信。

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有了Varjo的混合现实,多用户培训变得更加容易,因为受训者可以在虚拟环境中操作时自然地看到彼此并与之交谈。使用XR头显还可以提供360度全方位的观察角度,因为物理2D屏幕的大小不再受虚拟场景的限制。

得益于Varjo的混合现实,瓦锡兰现在正在探索多种先进的模拟器来训练未来的海员。迄今为止,瓦锡兰开发的一个实用的客户应用是海上小型船只训练器。在该训练器中使用了瓦锡兰自主开发的3D引擎和Varjo的原生SDK。该解决方案独特地利用了仅在Varjo头戴式显示器中提供的多项关键技术,包括实时色度键控, 遮罩,以及Varjo实验室工具–这可能是世界上技术最先进的XR训练设备之一。

XR的实际应用:海上小型船只训练器

在这个模拟器中,两名学员会一起坐在一艘小型船只的驾驶舱内,并佩戴XR-3焦点版头戴式显示器。

由一人驾驶船只,而副驾驶员专注于导航、通信、观察和其他任务。该模拟器无缝融合了真实世界和数字对象,提供了一个高度沉浸式的培训解决方案。

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该模拟器的特点是拥有一个实体驾驶舱,里面有真正的控制装置和设备,如收音机、屏幕和导航图。虚拟环境被投射到驾驶舱的外面,甚至驾驶舱本身的某些部分,如屋顶和后墙,也是虚拟的。由于Varjo的色度键控和掩蔽功能,数字和现实世界的无缝融合成为可能,确保了充分的沉浸感。

此外,整个模拟器被放置在一个运动平台上,这提供了真实的运动感,就像在海上一样。对于训练者来说,这是这种体验非常真实。

“准确地复制身体运动的感觉在很大程度上增加了训练结果的沉浸感和有效性。在过去,没有其他解决方案能达到这种沉浸程度,”瓦锡兰模拟与培训首席产品负责人尼基塔·卡德罗夫说到。

在这种训练场景中,视觉清晰度至关重要。有许多仪器、屏幕和图表,学员需要能够准确地阅读它们,即使是在移动的环境中。凭借Varjo XR-3 Focal Edition的高视觉清晰度,学员也可以像在现实世界中一样自然地与这些仪器和物体互动。

这些结合的技术使得模拟器能够提供一种其他解决方案所不具备的沉浸感。

XR带来主要好处:成本优势

虽然XR部署仍处于早期阶段,但瓦锡兰认为,通过补充传统模拟器的不足之处,混合现实模拟器对扩大海上训练有多种明显的好处。第一个优势是降低成本和更好的投资回报。“与传统的海上模拟器相比,Varjo的混合现实可以将基础设施成本降低40–80%。埃克瓦尔说:“这是因为现在需要的硬件设备要少得多,模拟器的安装速度也快得多。”

相比于传统的基于屏幕的模拟器需要数周的时间来安装,并需要大型设施和数十台计算机,混合现实模拟器只需要为每台头显配一台由GPU驱动的计算机即可,这能够大幅节省设置所需时间。

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更少的计算机和屏幕也意味着更少的物理空间需求和更低的维护成本。最重要的是,XR模拟器允许有效地扩展培训,因为添加额外的模拟器不再需要太多额外的空间。这可以增加培训量和吞吐量,从而降低每个学员的学习成本。所有这些因素加在一起意味着更高的利润、更多的收入和更广泛的培训机会,从而带来几乎立竿见影的正向投资回报。

“未来,混合现实将成为海事训练的基石技术之一。”约翰·埃克瓦尔说到。

海员培训广泛化

未来世界需要越来越多的合格海员。传统的高级培训解决方案和课程相当昂贵,并且只能提供给一小部分学员。

埃克瓦尔说:“由于XR解决方案可以降低培训的成本并有效提升培训人员的数量,因此可以在更多的地方以更高的效率和可承受的价格提供培训。这种培训的民主化最终会培养出更多拥有专业技能的海员,这将会使整个海运业都从中受益。

由于客户和合作伙伴的早期积极反馈,约翰·埃克瓦尔和他的团队很期待混合现实在未来能把瓦锡兰和整个海事培训行业带向何方。

“我们相信,在未来混合现实将成为海事训练的基石技术之一!”约翰·埃克瓦尔说到。

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