解密DARPA研发SIMNET始末

对于工业4.0研究院正在开展的“数字孪生环境”（Digital Twin Environment）项目来讲，搞清楚历史上环境数据表示模型的来由，能够起到事半功倍的效果。为此，团队首先对DARPA研发的SIMNET进行了考察。

在20世纪80年代初，DARPA关注到一款名为《战区》的街机游戏，并认为这是模拟训练的基础，并把它定义为SIMNET，这是一个大规模的网络战术训练环境，人们在真实的车辆模拟器中训练，通过网络进行交互协作。

数字孪生环境团队对SIMNET做了仔细分析。

它是一个分布式网络，拥有车辆模拟器和显示器，用于实时分布式战斗模拟，包括虚拟战场上的坦克、直升机和飞机。

这个计划延续了10多年，一直到20世纪90年代，后来再进一步演化为分布式战场模拟。

SIMNET可能是世界上第一个完全运行的虚拟现实系统，也是第一个实时网络模拟器。

如果对比网络游戏，它跟今天的大型多人游戏没有什么不同。它支持各种空中和地面车辆，有些是人为导向的，有些是自主的。

BBN公司负责研发SIMNET，它的首要工作是建立地形数据库。

据微软的建模专家吉姆.米勒探索实践，他使用法国卫星的高度数据来渲染地面，并用简单的低聚模型填充地形。他为模型创建调色板纹理，并将这些数据刻录到计算机场景上。这些场景必须手动安装在每个模拟器中，才能使用这组纹理。

米勒在卑尔根-霍恩培训中心地形数据库工作，他们必须尽可能准确地绘制坦克培训课程，并放置视觉线索。该模拟用于1988年英格兰、德国和美国之间的坦克射击比赛的训练。

SIMNET模拟器放置在肯塔基州诺克斯堡，米勒经常到访，在模拟器中安装数据库。

当时是从磁带机上传数据，并在每个模拟器中安装场景。米勒回忆，他参加了设计会议并拍摄了车辆，学会了将一发子弹装入M1坦克，测试热点并移动炮塔。他还让一个司机在拍照时启动M1并抽烟，这些照片后来被用来改进车辆和模拟器中的效果。

后来，BBN更新了国家培训中心的地形数据库，并创建了亨特堡-利格特地形数据库。通过修改现有的地形数据库，以帮助进行战斗演习。

除此之外，BBN还创建了F-16模型，当与空军的模拟器联网时，该模型成为模拟器，通过知识产权协议，F-16模拟器加入了SIMNET战斗模拟。

为了测试SIMNET的有效性，BBN测试人员需要飞遍了数据库内容，对照地图和照片测试地形的准确性。

通过巧妙放置关键地标，测试人员还对内建的3D工具进行了测试。

在实验武器系统建成之前，BBN创建了模型和纹理来测试这些系统，其中之一是新的前方区域防空系统。

在《SIMNET及其他》一文中，作者邓肯.米勒对SIMNET的组成做了系统的介绍，大家有兴趣可以阅读该文，数字孪生靶场实验室的同事请查询数字图书馆。

文章对SIMNET的计算机图形生成器（CIG，Computer Image Generator）做了介绍，重点分析了精度复杂性问题，还有地形生成的关键技术，这是导致美国国防部进一步推进数据表示模型的研发工作。

工业4.0研究院在推进数字孪生靶场过程中，从SIMNET的工作中获得了大量的经验，这对推进形成数字孪生环境体系具有重要意义。