在训练和模拟领域，你认为成功的标准是什么？是你交付了1500多小时的沉浸式内容，客户说“请照原样再来一套！”？还是你的客户——而不是你——做了一套视频来炫耀你的模拟器？或者是你营造了一种公司文化，能让把头发染成紫色的前游戏开发人员与腰板笔挺的退伍军人通力合作，同时发挥出两者的最大潜力？
 
如果这些标准都有效，那么Cubic Global Defense已经以优异成绩达标。Cubic为美国和超过35个国家的盟友军队开发创新而切合实际的训练解决方案。他们有着数十年提供模拟解决方案的经验，其方案训练出一批批战士和执法人员，使世界变得更安全。

在2012年，已经在训练开发领域中整合可视化和游戏引擎十多年的Cubic开始听说Epic Games正在搞一些特别工作的传闻。
 
“当时我们刚刚聘用了一些拥有UE3经验的重要人员，这种引擎在美国国防部（DoD）训练行业中还未被广泛采用——我们的人员是从电影和游戏行业招聘的，”Cubic的副总裁兼首席技术官Andre Balta解释说。“他们进了公司，告诉我们虚幻引擎3比我们正在用的引擎好得多，但是虚幻引擎4马上就要出了，根据他们听说的消息，那将是一个神奇的玩意。”
 
于是这个团队就搞到了一个非常早期的UE4测试版，代号是“Rocket”。大家的反馈是一致好评。
 
“每个接触到Rocket测试版的开发人员都来跟我说，‘我们一定要马上用这个，’”Balta说。“看到使用那个Rocket测试版的开发人员眼中的激情，想到它将来可能的进步——我很难不尽一切努力给他们提供他们所需要的工具，”他接着说。“我所说的‘激情’是指，每一个美术师、每一个工程师、每一个设计师，都跑到我的办公室里来说‘这东西真神了。’”
 
接着Balta和他的团队又拿这个测试版与当时市面上包括UE3在内的其他游戏引擎做了对比评估。当时有人问Balta，这是不是拿苹果和苹果作对比。“我说不是，这是在比较一个苹果和一片果园，根本没得比嘛，”他笑着说。“这就是Rocket测试版。如果你拿它和现在的虚幻引擎对比，那就是一个苹果对四十个果园。”
 
同样令这个团队兴奋的是Epic发布的UE4路线图，以服务企业需求为目标的发展方向，以及支持力度和各种文档，于是他们就做出了决定——让整套生产工作都改用虚幻引擎4。
 
打造一艘虚拟的濒海战斗舰——或者两艘！

自从采用了UE4，Cubic就将它广泛运用于一系列DARPA项目和大规模演习控制/管理解决方案——在传统上有些方案只能以2D完成。但是真正让他们的决定经受考验、并且证明了“果园对苹果”理论的项目是为美国海军做的——打造不止一艘，而是两艘不同的400英尺长濒海战斗舰，每一艘都有数以百计的舱室，用于训练海军的工程机械技术人员。

（本视频转载自YouTube：视频原址）

团队要考虑处理约50000种资源和30000组件。“就人工合成环境而言，这样的规模是不可思议的，”Balta说。“引擎必须能够处理这么大的规模。”
 
不仅如此，一切都要做到尽可能真实，连灯泡的内腔和舱壁上油漆的颜色都不例外。为了帮助实现这一目标，该团队从Faro采购了两台相位激光扫描仪，从而能够扫描整艘战舰，甚至包括人物的制服。由此产生的点云数据精确到了两厘米以内，还包含色彩信息。然后团队将这些点云导入3ds Max或Maya，转换为网格体和纹理，再导入UE4中。
 
Balta指出，UE4对FBX等常见3D格式的支持很重要，使他们得以创建集成了流行3D内容创建工具的稳健资源管道。在导入UE4之后，该团队就可以运用基于物理的材质和照片级真实的实时渲染器准确再现军舰的真实内部和外部，包括其舰员。
 
模拟必须兼顾视觉和物理；阀门或枪炮不仅要有逼人的外观，还必须表现得和真实世界中的组件一样。如果转动阀门，必须能看到二级和三级效应，例如系统的泄漏和压力变化。
 
美术环境的规模和这种仿真模型带来了重重挑战。为了处理军舰的复杂性，团队运用了关卡流送系统，因此每当用户走进一片空间中，只有该空间和相邻空间会加载。
 
第一份订单要求构建军舰80%的部分，一个大型美术团队花了大半年时间交付相关资源，然后添加了基于游戏的学习原则层。光是这第一份订单就要求生成1500小时的沉浸式内容。通常一个3A级视频游戏的战役长度不过是8-15小时，由此可见这项任务的艰巨。这些辛勤的工作获得了回报——客户对成果喜出望外，在最近五年里又追加了好几份订单，甚至制作了上面的视频来炫耀这一产品。
 
游戏化：使训练更有效

在事业初期，Balta曾在防务训练和模拟行业中遇到了一些反对使用游戏引擎的阻力。“常有人说，游戏引擎不能做出高保真的物理效果；游戏引擎不能实现高保真的模拟；游戏引擎不能反映飞行动力学；游戏引擎不能处理发电厂的压力曲线；游戏引擎没有合适的状态机，”他说。“说实话，在那个时候，业内人士说的没错。”

在当时，游戏引擎确实缺乏这些功能。“但是后来，我们积累了使用虚幻的经验和相关的一切，我们意识到它有很大的潜力，即使它没有我们所需要的高保真物理效果，为它制作具有高保真物理的模块和插件也容易得令人吃惊，”Balta说。
 
Cubic需要克服的另一个障碍是：当时人们对于在训练中使用游戏原则的价值缺乏理解。所以他们需要向客户证明，将知识包含在体验中是一种高度有效的教学方式。正如你在玩电子游戏的时候不需要教程教你如何使用武器，可以直接在游戏过程中学会，同样的原则也适用于训练。

“游戏化的重要原则之一，也是游戏非常擅长的事情之一，就是它们会根据你的经验自行调整，”Balta说。“正如你在游戏过程中会逐渐升级，各种事物也会和你一起升级到合适的程度。这种体验是根据你的行动定制的。如果你非常擅长做某件事，这件事在那个情境下就会针对你提高难度，”他解释说。这个概念也适用于训练；当你开始掌握某些情况下的应对时，就可以了解更多故障或程序，进一步提高你的技能。

“我感觉Cubic真正提高了我们行业对游戏化的接受程度，”Balta说。“我认为我们以恰到好处的‘游戏味’使它得到了应用。在坚持不篡改训练的关键方面的同时，我们的目标仍然是受训练需求驱动的。Cubic对此的看法与创新的动画工作室对电影的做法类似，对于创作特定影像或效果的渴望推动了科技发展，而新的科技又尽可能推动了视觉效果质量的进步。就Cubic而言，训练对科技提出挑战，而科技激发出了新的训练形式。

“于是我们考察了商用游戏引擎，发现虚幻4是同类产品中最好的，这就迫使我们招聘相关的技术创作者；技术创作者与传统的教学专家组成团队，研究如何将游戏化应用于防务训练，”他接着说。

“在我们的行业，事情就是沿这样的线性轨迹发生的。你不能就让教学设计师和软件工程师组成团队，然后说‘去研究一下游戏化’。你还需要处于中间环节、通晓这两个领域的技术设计师。我认为，如果没有我们招聘的技术创意人员，这种训练就不可能实现，因为我们必须适应虚幻4。所以要把各种环节联通起来。”
 
西装革履与短裤T恤

人力资本在Cubic的转型历程中是一个突出的主题。在他们决定采用UE4时，这个行业仍然非常保守，是一个“西装革履”的环境。但是为了获得需要的人才，Cubic不得不从游戏和电影行业招聘，而那些行业的员工比起西装领带更喜欢穿睡衣，而且绝不会穿比牛仔裤更时尚的裤子。将这两种文化结合在一起是项目成功的关键，也是Cubic面临的最大挑战之一。
 
“怎样让一个在游戏行业干了大半辈子的3D美工师转行，与一个可能在陆军或海军服役二十年的退伍军人主题专家对话？怎样将这些在本质上就不适合互相交流的文化混合在一起？”Balta问道。
 
答案就在于妥协。“我们不得不把我们的着装要求从商业休闲装改为更休闲；我们不得不提高工作时间的弹性；我们不得不打造开放式大办公室，以支持技术创新人员的需求和10多种不同人才之间的自由交流。但我们也必须向他们说明，我们确实有合同、要求和承诺。另一方面，当有客户来访时，我们也必须使他们对我们创造的这个环境感到舒适。”
 
好在这个行业对于训练和模拟的游戏相关方面的接受度正变得越来越高，对于随之而来的文化也是如此。
 
“在4到5年前，我们必须提醒工作人员，不要说‘游戏’这个字眼，”Balta说。“我们收购了一个工作室，还建立了另一个，但是因为行业风气的关系，当初我们在公开场合都不称它们为工作室。如今的行业比以前宽容多了——你甚至能在合同的标题中看到‘游戏’。”
 
蓝图：变革的力量

改用虚幻引擎的决定还从另一个方面影响了Cubic的组织，Balta对此感到非常兴奋，他解释说，防务行业其实是由三大部门组成的：业务开发、项目管理办公室和工程（它包括了所有类型的产品开发）。
 
“虚幻的蓝图应用程序具有可视化脚本编制工具，不是工程师的人也能使用，设计师或主题专家都能用它创作内容，意义非常重大，”他说。“它的重大意义体现在两个方面。一是让防务行业的技术创作人员能够真正与工程师们并肩合作。二是让刚刚从部队退伍的老兵也能掌握高保真技术，在本质上成为游戏开发人员，使用蓝图编写代码而不必了解代码。虚幻4重塑了我们的行业。”
 
按照Balta的说法，虚幻创造了真正为产品开发的所有中间环节提供服务的引擎，而不是仅仅服务于工程或纯美术开发，使大家能够把精力集中于创作内容和沉浸式体验。这改变了他们的组织。“现在我们有一支极为庞大的设计师队伍，他们仍然能够听取客户意见，而虚幻引擎对我们实现的转型起了很大作用,”他说。

未来会怎样？

Cubic并没有满足于躺在功劳簿上，而是在继续寻找利用实时技术改进训练和模拟的新方法。实时、虚拟和建设性（LVC）的训练是Balta认为可以运用UE4产生重大效益的领域之一。
 
这方面的一个突出例子就是CATS Metrix，它是Cubic的演习控制软件，让教官能监视、控制和评估士兵和车辆配备GPS和激光模拟器在演习场中开展的训练。机动、武器交火和通信情况都会在控制中心中受到监视和记录。

CATS Metrix和UE4让教官能够看到3D可视化的演习记录，让士兵能够在熟悉的游戏视图中评估自己的战术表现。这方面的挑战之一是受训的士兵对于虚拟显示的真实感、细节和可靠性具有很高的期待：成天在真实的地形中训练意味着士兵会将演习区域的细节与虚拟地形对比。有了UE4，Cubic就能够满足这些期待。

另一个应用是Cubic的SYN-ISR产品。从提供大型多国演习的合成全动态视频流，到支持国内顶尖特种任务部队的选拔和培训，Cubic的SYN-ISR利用UE4开发出了高度逼真的动态训练环境。它的逼真程度曾经使许多老资格的操作员误以为自己看到的是正在海外执行实时任务的无人机发送的实况视频。这种真实感令军方领导和经验丰富的操作员印象深刻，也使SYN-ISR成为训练和演习过程中不可或缺的一部分。

UE4对保真度和“设计优先”的重视也使训练流程发生了改变。在过去，训练分为三个阶段：课堂基础知识学习（通常使用Powerpoint）；实操模拟（例如拿着实际的硬件站在全景屏幕前）；以及真正的实战训练（例如驾驶真正的飞机或用真正的武器开火）。现在，由于在UE4帮助下可以将众多虚拟内容带入课堂，受训者的学习历程可以在各个LVC阶段之间无缝过渡。

同样令Balta兴奋的是，他们可以在实地环境中扩展虚拟建设性功能，例如让某人戴上AR头盔，然后拿着真实的步枪，在训练场中对着虚拟和合成的构造性实体进行练习。他还认为，在实兵训练中运用的构造性实体可以使用人工智能（AI）来适应不同人员的表现。
 
“整个行业被逼着采用了高保真游戏引擎，而我们也被逼着招聘了技术创意人员，这些技术创意人员解决了游戏化的问题，现在我们正在将游戏化的原则扩展到实兵训练，”Balta说。“所以事情就是沿着这条美妙的线性轨迹发生的。我入行快满十年了，有幸为推动它做了很多工作，看到这样的转型真是令人激动。”