VIRTUALITY 2002
2° CONVEGNO MIMOS
Simulatore di guida per autobus
Oratori:
Dott. Gabriele Bonfanti – ATM Azienda Torinese Mobilità
Dott. Maurizio Turinetto – 3DTech
Introduzione
Introduzione
Oggetto dell’intervento:
Aspetti
Generali
Architettura
Architettura
Hardware
Architettura
Software
Suono e
Grafica 3D
Tecnologia
Sviluppo
Risorse
Umane
Conclusione
• presentazione di un’esperienza, tuttora in corso, relativa allo
sviluppo di un prototipo di simulatore di guida per autobus
• motivazioni e scelte strategiche, relative all’utilizzo di
tecniche di simulazione e di realtà virtuale in ambito
formativo
Aspetti Generali
Introduzione
Aspetti
Generali
Architettura
Architettura
Hardware
Architettura
Software
Suono e
Grafica 3D
Tecnologia
Sviluppo
Risorse
Umane
Conclusione
Aspetti significativi caratterizzanti il progetto del simulatore:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
ambiente tridimensionale in qualità grafica al limite del fotorealismo
ambiente sonoro realistico (suono posizionale)
indipendenza dell'ambiente realizzato dall’architettura (hw/sw) del simulatore
simulazione realistica delle situazioni stradali (veicoli, passanti, semafori, deviazioni)
simulazione delle condizioni ambientali (giorno, notte)
simulazione delle condizioni atmosferiche (nebbia, gelo)
fisica del mezzo semplificata
schema di guida fedele al modus operandi dell’autista tipo
movimentazione dei passeggeri (da e verso l’autobus)
variabili/parametri della simulazione semplificate
cabina e dispositivi di guida reali (adattati ed interfacciati al sistema di simulazione)
sistema di videoproiezione con un campo visivo di 180° (3 schermi da 60° ciascuno)
visualizzazione di tipo di out-window
visualizzazione di specchi retrovisori e specchietto interno direttamente sullo schermo
presenza di una console di comando del simulatore
meccanismo per rendere casuali fattori importanti della simulazione delle sessioni di guida
meccanismo di calcolo del punteggio/penalità del singolo utente durante la simulazione
percorso di guida fissato (Torino: Via P. Micca / P.zza Castello / Via Po / P.zza Vittorio)
Architettura: requisiti base di progetto
Introduzione
Aspetti
Generali
Architettura
Architettura
Hardware
Architettura progettata per soddisfare vincoli precisi:
•
•
•
•
•
massima modularità e scalabilità del sistema hardware e software alla base del simulatore
massimo adattamento dei moduli base per realizzare simulazioni di ogni tipo e complessità
massima interattività e controllo delle simulazioni,
massima indipendenza delle simulazioni dagli aspetti fisici legati all'hardware
possibilità di alterare 'a caldo' la struttura del simulatore (es. nuovo PC per monitoraggio)
Architettura
Software
Suono e
Grafica 3D
Tecnologia
Sviluppo
Risorse
Umane
Conclusione
Architettura aperta, mediante cui:
•
•
•
essere parzialmente indipendenti dalle specicifiche tecniche delle apparecchiature
evolvere facilmente verso nuovi livelli di complessità e completezza con sforzo contenuto
mantenere bassi i costi di realizzazione e comunque mai sovradimensionare il sistema
Architettura Hardware : apparati (1)
Introduzione
Aspetti
Generali
Architettura
Architettura
Hardware
Architettura HW base (come da primo ordine del committente)
•
•
•
•
•
•
1 PC Console di controllo – CPU : AMD Duron 1200 / RAM : 256Mb PC133 / HD : 30GB
1 PC Simulatore - CPU : AMD Athlon XP 2000+ / RAM : 1GB DDR PC2100 / HD : 40GB /
Acceleratore grafico 3D : GeForce4 Ti 4600 128Mb / Scheda Audio : SB Audigy
LAN Fast Ethernet
Videoproiettore - Risoluzione 1024x768 / Refresh video : 85Hz / Potenza lampada : 1000 Ansi Lumen
Sistema altoparlanti 5.1 : 1 subwoofer / 4 satelliti angolari / 1 satellite centrale;
Dispositivi di guida : Volante / Acceleratore / Freno / Pulsantiera: apertura porte / frecce / clacson / fari
Architettura
Software
Suono e
Grafica 3D
Tecnologia
Sviluppo
Risorse
Umane
Conclusione
Immagini del prototipo attualmente realizzato
Schema: architettura hardware base
Architettura Hardware : apparati (1)
Introduzione
Aspetti
Generali
Architettura
Architettura
Hardware
Architettura HW estesa (come da integrazione su primo ordine)
•
•
•
•
•
•
1 PC Console di controllo – CPU : AMD Duron 1200 / RAM : 256Mb PC133 / HD : 30GB
1 PC Simulatore - CPU : AMD Athlon XP 2000+ / RAM : 1GB DDR PC2100 / HD : 40GB /
Acceleratore grafico 3D : Pharelia-512 128Mb (3 uscite VGA) / Scheda Audio : SB Audigy
LAN Fast Ethernet
3 Schermi LCD 15” 1024x768 85Hz
Sistema altoparlanti 5.1 : 1 subwoofer / 4 satelliti angolari / 1 satellite centrale;
Dispositivi di guida : Volante / Acceleratore / Freno / Pulsantiera: apertura porte / frecce / clacson / fari
Architettura
Software
Suono e
Grafica 3D
Tecnologia
Sviluppo
Risorse
Umane
Conclusione
Immagini del prototipo attualmente realizzato
Schema: architettura hardware estesa
Architettura Hardware : apparati (1)
Introduzione
Aspetti
Generali
Architettura
Architettura
Hardware
Architettura
Software
Architettura HW avanzata (utilizzata per sperimentazione)
•
•
•
•
•
•
•
1 PC Console di controllo – CPU : AMD Duron 1200 / RAM : 256Mb PC133 / HD : 30GB
1 PC Controllo dispositivi di guida e sistema audio – CPU : AMD Duron 1200 / RAM : 256Mb PC133 /
HD : 30GB / Scheda Audio : SB Audigy
3 PC Simulatore - CPU : AMD Athlon XP 2000+ / RAM : 1GB DDR PC2100 / HD : 40GB /
Acceleratore grafico 3D : GeForce4 Ti 4600 128Mb
LAN Fast Ethernet
3 Schermi LCD 15” 1024x768 85Hz
Sistema altoparlanti 5.1 : 1 subwoofer / 4 satelliti angolari / 1 satellite centrale;
Dispositivi di guida : Volante / Acceleratore / Freno / Pulsantiera: apertura porte / frecce / clacson / fari
Suono e
Grafica 3D
Tecnologia
Sviluppo
Risorse
Umane
Conclusione
Immagini del prototipo attualmente realizzato
Schema: architettura hardware avanzata
Architettura Hardware : allestimento
Introduzione
Aspetti
Generali
L’allestimento del simulatore comprende:
•Autobus modello Iveco Fiat 491 (A)
•Camera di proiezione (B)
•
•
Architettura
3 Schermi retroproiettati (C)
Strutture di supporto per i dispositivi hardware utilizzati
(C)
Architettura
Hardware
Architettura
Software
(A)
Suono e
Grafica 3D
Tecnologia
Sviluppo
Risorse
Umane
Conclusione
(B)
Architettura Software: modello concettuale
Il modello alla base del simulatore è composto da:
Introduzione
Aspetti
Generali
Architettura
•
Spazio delle simulazioni
• Entità
• Relazioni
• Leggi
•Interfacce di controllo (Control Interface)
•Interfacce di Entità (Entity Interface)
Architettura
Hardware
Architettura
Software
Suono e
Grafica 3D
Tecnologia
Sviluppo
Risorse
Umane
Conclusione
Possibilità e vantaggi del modello scelto:
•Gestione di più simulazioni contemporaneamente
•Creazione di un numero qualsiasi di interfacce di controllo e di entità
•Aggiunta ‘a caldo’ di ulteriori interfacce di controllo o di entità
•Descrizione di ciascuna Entità/ Relazione / Legge completa
•Massima libertà nella scelta del livello di dettaglio descrivente Entità/ Relazione / Legge
Architettura Software: layout generale
Introduzione
Simulatore
Aspetti
Generali
Architettura
Architettura
Hardware
Architettura
Software
Interfaccia
di controllo
Spazio della simulazione
Interfaccia di
Entità
Entità:
Leggi:
•Autobus
•Tempo
Entità: Autobus
•Veicoli
•Collisione
Interfacciamento di:
•Passanti
•Gravità
Volante
•Passeggeri
Pedaliera (Acc./Freno)
•Ambiente statico
Pulsanti Vari
Suono e
Grafica 3D
Tecnologia
Sviluppo
Risorse
Umane
Virtual3D Engine
Conclusione
Hardware
Schema: layout architettura software generale / Ogni blocco è implementato come una serie di classi C++
Suono e Grafica 3D : realizzazione
Introduzione
Processo realizzativo dell’ambiente tridimensionale:
Aspetti
Generali
Architettura
Architettura
Hardware
Architettura
Software
Suono e
Grafica 3D
Tecnologia
Sviluppo
Risorse
Umane
Conclusione
Piante 2D
Foto / Video / Registrazione
Suoni dell’Ambiente Reale
Geometrie Tridimensionali
Texture
Ambiente Tridimensionale Attuale
Suono e Grafica 3D : esempi (1)
Introduzione
Aspetti
Generali
Architettura
Architettura
Hardware
Architettura
Software
Suono e
Grafica 3D
Tecnologia
Sviluppo
Risorse
Umane
Conclusione
Attuale stato dell’arte della modellazione dell’ambiente scelto:
Suono e Grafica 3D : esempi (2)
Introduzione
Aspetti
Generali
Architettura
Architettura
Hardware
Architettura
Software
Suono e
Grafica 3D
Tecnologia
Sviluppo
Risorse
Umane
Conclusione
Attuale stato dell’arte della modellazione dell’ambiente scelto:
Tecnologia Utilizzata
Introduzione
Per lo sviluppo del simulatore è stata utilizzata la proprietaria:
Virtual3D Technology
Aspetti
Generali
Architettura
Architettura
Hardware
Architettura
Software
Essa è costituita essenzialmente da due componenti principali:
•il Virtual3D Software Development Kit (SDK)
•le Virtual3D Machine
Il Virtual3D SDK prevede:
•motore grafico 3D in real-time
Suono e
Grafica 3D
•architetture pre-progettate, tra cui quella di un simulatore generico
Tecnologia
•gestione del suono posizionale (3D)
Sviluppo
Risorse
Umane
Conclusione
•gestione dispositivi di input sino a 6 gradi di libertà / ForceFeedBack
•gestione in real-time delle animazioni semplici e complesse di oggetti e persone
•gestione dell'intelligenza artificiale e dei comportamenti delle entità virtuali presenti nella scena
•insieme di tool per velocizzare lo sviluppo di un nuovo progetto
Le Virtual3D Machine invece, sono configurazioni hardware/software progettate per massimizzare le
prestazioni e la qualità grafica delle applicazioni sviluppate attraverso l'SDK. Le configurazioni hardware
precedentemente discusse, sono esempi specifici di Virtual3D Machine.
Tecnologia 3D per lo sviluppo Risorse Umane
Introduzione
IL NOSTRO OBIETTIVO NON E’ LA TECNOLOGIA TRIDIMENSIONALE.
Aspetti
Generali
IL NOSTRO OBIETTIVO E’ IL MIGLIORAMENTO DELLE RISORSE UMANE.
Architettura
MEZZO A TAL FINE E’ LA FORMAZIONE.
Architettura
Hardware
IL SIMULATORE NE E’ LO STRUMENTO.
Architettura
Software
Suono e
Grafica 3D
Tecnologia
Utilizzata
Sviluppo
Risorse
Umane
Conclusione
NON VOGLIAMO COMPLIMENTI PER LA QUALITA’ DEL SIMULATORE
MA PER LA QUALITA’ DEI NOSTRI AUTISTI.
Tecnologia 3D per lo sviluppo Risorse Umane
Introduzione
PERCHE’ IL SIMULATORE IN FORMAZIONE:
Aspetti
Generali
MIGLIORA LA QUALITA’ DELLA FORMAZIONE
Architettura
NE RIDUCE I COSTI
Architettura
Hardware
Architettura
Software
Suono e
Grafica 3D
Tecnologia
Utilizzata
CONSENTE DI SIMULARE OGNI SITUAZIONE REALE SENZA RISCHI
E OGNI VOLTA CHE LO DESIDERI
PERMETTE IL COINVOLGIMENTO DI UN NUMERO SUPERIORE DI
AUTISTI (ANCHE ANZIANI)
Sviluppo
Risorse
Umane
Conclusione
E’ FORMAZIONE INTERATTIVA, COINVOLGENTE, SFIDANTE
Tecnologia 3D per lo sviluppo Risorse Umane
Introduzione
Aspetti
Generali
ELEVA L’“AUTOPERCEZIONE” DELLA PROFESSIONALITA’
DELL’AUTISTA
Architettura
Architettura
Hardware
Architettura
Software
Suono e
Grafica 3D
Tecnologia
Utilizzata
Sviluppo
Risorse
Umane
RIDUCE L’IMPATTO AMBIENTALE DELLA FORMAZIONE
CONSENTE UN’ALTA INTERATTIVITA’ TRA ISTRUTTORE ED
AUTISTA
AUMENTA GRANDEMENTE LA FUNZIONE FORMATIVA DI
“CORREZIONE DEGLI ERRORI”
Conclusione
E’ FORMAZIONE - INVESTIMENTO E NON FORMAZIONE - SPESA
Tecnologia 3D per lo sviluppo Risorse Umane
Introduzione
Aspetti
Generali
Architettura
Architettura
Hardware
Architettura
Software
Suono e
Grafica 3D
Tecnologia
Utilizzata
Sviluppo
Risorse
Umane
Conclusione
S
I
M
U
L
A
T
O
R
E
D
I
A
U
T
O
B
U
S
Migliora la professionalità delle nostre
persone (il 63% è di front line)
Migliora il patrimonio di know how e di
innovazione di ATM (in un mercato che
rischia di relegarsi alla sola produzione di
Km.)
Costituisce un vantaggio competitivo per
ATM
Conclusioni
Introduzione
Aspetti
Generali
Architettura
Architettura
Hardware
Architettura
Software
Suono e
Grafica 3D
Tecnologia
Utilizzata
Sviluppo
Risorse
Umane
Conclusioni
Grazie dell’attenzione
