Requisitos cgi del simulador de entrenamiento Apollo

https://ohiostate.pressbooks.pub/graphicshistory/chapter/13-4-nasa/ dice que se usó cgi para los entrenadores Apollo. Solo quiero saber la calidad de este cgi.

Una computadora moderna funciona a 2560 líneas en 200 gflops y 100 fps. El metraje de Apollo está en 320 líneas y 10 fps. Entonces, 640 veces menos computación. Dado que una computadora de 1968 tenía 5 mflops, creo que necesitaría alrededor de 50 de ellos para hacer una representación fotorrealista en tiempo real para Apollo.

Los sistemas de entrenamiento de Apolo podrían haberse basado exclusivamente en cgi, podrían haber usado otras técnicas exclusivamente, o podrían haber usado una combinación de cgi y otras técnicas, como cámaras y modelos. Si usaron cgi, ¿cuál fue la calidad de ese cgi (resolución/velocidad de fotogramas)?

Evans & Sutherland se fundó en 1968. La reproducción de imágenes era difícil pero no imposible en ese momento. El problema puede reducirse evitando la detección de líneas ocultas.
Nunca me he encontrado con este reclamo antes. AFAIK, el componente visual de las simulaciones de Apolo se realizó con cámaras y modelos controlados por computadora, mucho más simples y precisos dado el estado del arte en ese momento.
Es divertido que el artículo vinculado afirme que el LMS usó CGI, pero incluye una imagen (la "concepción del artista") que muestra el sistema visual Skycrane a la derecha de la estación de la tripulación.
Incluso suponiendo que su suposición sea correcta, 50 computadoras de la era Apolo no pueden renderizar en tiempo real para un simulador. El renderizado tiene que responder a la entrada en tiempo real, mientras que esas computadoras necesitan 5 segundos para renderizar un cuadro, por lo que el renderizado retrasa su entrada en 5 segundos.
No si están usando renderizado de cuadros divididos @Hobbes...

Respuestas (3)

Creo que su fuente es simplemente incorrecta en esto.

Hasta donde yo sé, no había gráficos generados por computadora (en el sentido moderno del término) en los simuladores de la era Apolo. Se usaron cámaras controladas por movimiento con modelos y proyecciones para sintetizar vistas ópticamente, bajo el control de una computadora, pero no como representaciones digitales. EDITAR: Como señala JCRM, el Simulador de procedimientos del módulo lunar (distinto del Simulador del módulo lunar) tenía un "generador de imágenes electrónicas" que podía producir representaciones de polígonos crudos.

Según Digital Apollo , cada uno de los principales simuladores de misión:

comprendió un enorme "choque de trenes" de computadoras, hardware de naves espaciales, proyectores de películas, modelos y equipos de video analógico .

...

Los simuladores de misión estaban a cargo de enormes computadoras digitales, varias para cada uno, con extensos sistemas ópticos para sintetizar vistas fuera de las ventanas durante las misiones.

...

El "simulador de misión lunar", o LMS, funcionó con tres computadoras centrales e incluyó cinco toneladas de vidrio: lentes, espejos y proyectores para recrear con precisión las escenas de un aterrizaje . Los astronautas podrían practicar el avistamiento de puntos de referencia, ingresar datos en las computadoras y simular aterrizajes desde aproximadamente 12,000 pies hasta el aterrizaje. Mientras los pilotos "volaban", los modelos informáticos de los movimientos del módulo lunar dirigían una pequeña cámara sobre un modelo físico del terreno lunar , de dieciséis pies de diámetro a escala 1:2000... Una red de servos "volaba" la cámara sobre el diorama. , hasta el punto de aterrizaje.

...

Aún no se ha escrito una historia de la tecnología de simulación en el programa espacial, pero mostraría cómo la creación de la realidad virtual precedió, en lugar de responder, a la creación de gráficos por computadora en tiempo real.

Aquí hay un pequeño video que muestra el modelo de la superficie lunar y la plataforma de la cámara.

@Uwe señala que el pionero de los gráficos por computadora Evans & Sutherland se fundó en 1968; uno de sus primeros productos fue un procesador de pantalla vectorial llamado Line Drawing System 1 y se entregó después de que el Apolo 11 ya había volado; Los sistemas de cámara controlados por movimiento habrían sido mucho más prácticos y de mayor fidelidad en ese momento. Este es LDS-1:

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El ojo experimentado discernirá algunos artefactos sutiles en esa representación que la distinguen de las imágenes reales de Apolo.

Hay una escena en la película Apolo 13 que presenta un sistema de cámara de este tipo en la simulación de la maniobra de transposición-acoplamiento-extracción, con agradables cortes entre la vista desde la cabina del sim y la cámara moviéndose hacia el modelo objetivo. Desafortunadamente, no puedo encontrar esa escena en particular en YouTube.

El documento de la NASA Apollo Experience Report: Simulation of Tripuled Space Flight for Crew Training cubre bastante bien el diseño y la función de cada uno de los diferentes sistemas de simulación.

También había una "bola estelar" servocontrolada, una esfera tachonada con cojinetes de bolas, para generar los campos de estrellas (a través de una óptica inteligente). Uno de mis colegas trabajó en el software que manejaba la bola estelar. Tiene razón, no había gráficos generados por computadora en el AMS. Era extremadamente primitivo incluso en el simulador de transbordador al principio y requería computadoras de propósito especial incluso para eso.
De hecho, el simulador de transbordador original (el Entrenador de Aproximación y Aterrizaje) usaba una cámara skycrane sobre un tablero modelo de la Base de la Fuerza Aérea Edwards. El tablero de mapas estaba montado en la pared y la grúa aérea volaba arriba y abajo de la pared (además de tener un control de altitud). La tradición del simulador de transbordador sostiene que cuando se instalaron los gráficos digitales, los cuadrados del tablero desaparecieron rápidamente para usarse como recuerdos. Pero un general de la Fuerza Aérea quería que se montara en la pared de su oficina, por lo que la gerencia tuvo que reunir todos los segmentos.
Este artículo tiene una imagen de la bola estelar AMS. Parece estar en el Smithsonian. airandspace.si.edu/rfp/exhibiciones/files/j16-content/…

Aquí hay una descripción larga de los sistemas visuales de Apollo Mission Simulator.

Está tomado del Volumen 1 del Manual del Instructor del Simulador de la Misión Apolo . Notará que no se menciona ningún equipo CGI.

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El Comité de Visión de la Asamblea de Ciencias Sociales y del Comportamiento del Grupo de Trabajo 34 del Consejo Nacional de Investigación informó en 1975

Las simulaciones visuales generadas electrónicamente más elaboradas disponibles en la actualidad son una desarrollada para la NASA en relación con el módulo lunar (Lockwood, 1971) y el programa del vehículo transbordador espacial (SSV), y otra que se está desarrollando actualmente para la Fuerza Aérea. [...] Consta de 320 aristas. Son 20 Hz. Se diseñó una velocidad de escaneo y un ráster de 600 líneas para ganar resolución espacial a expensas de la resolución temporal.

Hasta el momento no he podido encontrar la referencia:
Lockwood, LW Visual simulators for moon men. Espectros ópticos,. 1971, 5, núm. 8, 32-36.

Es posible, pero creo que es poco probable, la pantalla Apolo era más capaz que la del transbordador espacial.

320 aristas dan alrededor de 212 polígonos en una tri-malla.

Edite para agregar la nota técnica de la NASA D-7112 (1973):

Se han utilizado dos técnicas generales para la simulación del vehículo objetivo: un sistema analógico directo de TV de circuito cerrado y modelos, y una imagen generada electrónicamente (dibujada). En ambos sistemas, la entrada al sistema de visualización fue a través de un CRT en los sistemas de óptica infinita. El generador de imágenes electrónicas (EIG) se utilizó con éxito en uno de los simuladores de la misión Gemini, en el entrenador de tareas parciales de Gemini y en el LMPS. En el sistema EIG, el vehículo objetivo se dibujó en la cara del CRT. El contorno o envolvente del objetivo se dibujó a una frecuencia de 60 hercios; sin embargo, la superficie se rellenó a una velocidad de 15,75 kilohercios. La generación de imágenes contenía nueve grados de libertad y producía fenómenos tales como pérdida de la línea de visión, sombras de iluminación y distorsión de perspectiva. Formas de objetivos simples (cilindros, conos, y otros), así como combinaciones de estas formas, se simularon fácilmente con marcas superficiales simples y detalles [...] Tanto las técnicas de TV/modelo como de imagen electrónica han producido visualizaciones satisfactorias para el mantenimiento de la estación y el acoplamiento. En la técnica EIG, no se pueden dibujar formas complejas; por lo tanto, el realismo es significativamente menor. Por el contrario, el EIG es un sistema mucho más simple de mantener y operar.


Para abordar la noción de usar tecnología de transistores temprana (circuito integrado) para producir una simulación "moderna", el ILLIAC IV de 1971 de la NASA logró la asombrosa cantidad de 50 MFLOP en sus 64 núcleos, pero solo tenía 16k de memoria disponible para cada núcleo. Necesitaría 14 núcleos solo para mantener el búfer de cuadros

Pero seamos generosos y digamos que con direccionamiento de 16 bits podría acceder a 64kB completos, y por la magia de la computación paralela masiva pueden compartir instantáneamente la memoria de los demás; necesitaría 512 ILLIAC IV para hacer una tarjeta gráfica de 2GB. A $ 31 millones cada uno, eso es alrededor de las tres quintas partes del presupuesto total de Apollo.

¿Tiene más información sobre la LMPS? No era uno de los principales simuladores de entrenamiento en JSC o KSC. Encontré una foto en el sitio web del Smithsonian. Quizás fue en Grumman, o en uno de los otros centros. Me encantaría saber más al respecto.
Desafortunadamente no, @OrganicMarble. Podría ser lo mismo que el Entrenador de Procedimientos de Tripulación Dinámica de LM en NASA/JSC en Houston; EIG también se utilizó en el simulador de procedimientos de mercurio
ILLIAC IV no se construyó con tecnología de transistores discretos, sino que utilizaba circuitos integrados.
Los circuitos integrados estaban basados ​​​​en transistores. Una de las grandes cosas de ILLIAC IV era que usaba memoria de transistor (en chips), en lugar de núcleo magnético. Intentar hacer gráficos en tiempo real en la memoria central sería... interesante