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Integration of a Deployable CIGI-Based Image Generator in an Existing Simulation

  • Robert Wolfe
  • Tony Ghoman
Conference paper

Abstract

An image generation system delivers the principal imagery in visual simulations. It may be split into its constituent software (image generator) and hardware (display) components. The image generator supplies both image rendering functions as well as informational mission functions. The system is often characterized by its ability to provide a certain frame rate for a given image resolution, scene complexity, and latency. The ADDNS project has produced an advanced image generator (IG) for flight simulation known as the Eagle IG. The large screen and visual acuity resolution of the Evans and Sutherland laser-based projector display make this system one of the first of its kind. The Eagle IG is based upon Multigen FlightIG image generation software, providing a network-based interface based upon the Common Image Generator Interface (CIGI). Here we discuss issues of the demonstration integration of the new IG, using CIGI, with the existing Advanced Distributed Mission Training (ADMT) Multi-Task Trainer (MTT) for the CF18, located at DRDC Toronto. In normal operations, the MTT employs a multi-channel MetaVR image generation system which display over eight flat projector screens in a dome arrangement.

CIGI is a network-based protocol created by Boeing that defines the format and content of CIGI packets but does not define how they are transmitted across a network. Boeing publicly released its original CIGI SDK in 2001 to promote the use of an open image generator interface for visual simulation. Development of CIGI support software continues today in the open source community. CIGI originates in the IG, perhaps based on the philosophy that absolute frame borders in the IG are fixed or very difficult to change given features such as genlocking. Ideally, the Host must be able to respond to the IG with the data appropriate to the IG frequency. There are a myriad of issues that complicate the integration of any host simulation with an IG. These issues are complex when integrating with a host that is changing from one IG to another and more so when integrating side-by-side in a heterogeneous IG system. The approach taken for integrating the Eagle IG with the MTT is to create a side-by-side demonstration of the usual MTT visual with a replicated front channel on the Eagle IG using CIGI protocol to control the viewpoint only. A generic analytical approach for facilitating the integration includes scoping the existing IG installation, comparing with the new IG protocol, and substituting appropriate host information and messages in the new protocol. The complete integration of the MTT with the Eagle IG is far more complex than viewpoint integration and well beyond the scope of this work. The process of integration follows the steps of comparison of native MTT graphics messages with equivalent CIGI messages (which could be used to scope complete MTT integration), the assembly of well-ordered CIGI API source code calls, and the inclusion of MTT data in the CIGI messages.

To facilitate the integration, a side-by-side of CIGI equivalents to the ChannelSurfer messages used by the MTT was prepared. The important parameters of each of the CIGI Advanced Deployable Day Night Simulation Symposium message types are indicated. For ChannelSurfer messages, it is indicated if the message is of a generic type (header only), a minimum requirement for ChannelSurfer communications, or a corresponding message for completion of the protocol exchange. Pseudo-source code fragments demonstrate the sequence of CIGI calls required in communication with any IG. The calls are based on the freely available Boeing CIGI software, the same code exploited by Multigen to create their own host emulation application for FlightIG software. Additional pseudo-code snippets demonstrate the integration of MTT values with the properly sequenced CIGI calls within the MTT software. Different issues that may have complicated or facilitated the integration process are also discussed.

Keywords

Application Programming Interface Collision Detection Image Generator Flight Simulation Graphic Processor Unit 
These keywords were added by machine and not by the authors. This process is experimental and the keywords may be updated as the learning algorithm improves.

Sommaire

Un système de génération d’images fournit les images principales pour les simulations visuelles. Il peut se répartir entre son logiciel constitutif (générateur d’images) et ses composants matériels (affichage). Le générateur d’images assure les fonctions de représentation d’images ainsi que les fonctions d’information de mission. Le système est souvent caractérisé par sa capacité à offrir une certaine cadence d’images complètes en fonction d’une définition d’image, d’une complexité visuelle et d’un temps de latence donnés. Le projet ADDNS a produit un générateur d’images avancé pour la simulation de vol appelé générateur d’images Eagle. Le grand écran et la définition visuelle du projecteur laser Evans and Sutherland connexe fait de ce système un des premiers du genre. Le générateur d’images Eagle se fonde sur le logiciel de génération d’images Multigen FlightIG, lequel offre une interface réseau tributaire de l’interface commune de générateur d’images (CIGI). Le présent document porte sur la démonstration de l’intégration du nouveau générateur d’images utilisant le CIGI de concert avec le simulateur multitâches d’instruction de mission avancée à distance pour le CF-18 situé à RDDC Toronto. En opérations normales, le simulateur multitâche fait appel à un système de génération d’images MetaVR à canaux multiples avec affichage sur huit écrans plats de projecteur à l’intérieur d’un dôme.

Le CIGI est un protocole réseau créé par Boeing qui définit le format et le contenu des paquets CIGI, mais non la façon selon laquelle ils sont communiqués sur le réseau. Boeing a rendu publique sa trousse de développement de logiciels pour le CIGI en 2001 afin de promouvoir l’utilisation d’une interface de générateur d’images ouverte en simulation visuelle. La mise au point du logiciel de soutien du CIGI se poursuit aujourd’hui dans le milieu des sources ouvertes. Le CIGI découle du générateur d’images, sans doute fondé sur le principe que le cadre absolu des images complètes du générateur d’images est fixe ou très difficile à modifier, compte tenu de caractéristiques comme le verrouillage de synchronisation. Idéalement, l’hôte doit être en mesure de répondre au générateur d’images au moyen des données convenant à la fréquence du générateur.

Une foule d’éléments compliquent l’intégration de toute simulation d’hôte au sein d’un générateur d’images. Ces éléments sont complexes dès lors qu’il s’agit d’intégration à un hôte qui change d’un générateur d’images à l’autre, à plus forte raison lors de l’intégration juxtaposée à un générateur d’images hétérogène. L’approche adoptée pour intégrer le générateur d’images Eagle au simulateur multitâches consiste à juxtaposer la démonstration de la visualisation habituellement utilisée par le simulateur multitâche à une réplique du premier canal du générateur d’images Eagle au moyen du protocole CIGI pour contrôler le point de vue seulement. Une approche analytique générique visant à faciliter l’intégration consiste à déterminer la portée du générateur d’images existant, à la comparer avec le nouveau protocole du générateur d’images et à substituer l’information et les messages appropriés de l’hôte dans le nouveau protocole. L’intégration complète du simulateur multitâche au générateur d’images Eagle est beaucoup plus complexe que l’intégration du point de vue, et elle se situe bien au-delà de la portée de la présente étude. Le processus d’intégration suit les étapes de la comparaison des messages graphiques d’origine du simulateur multitâches par rapport aux messages CIGI équivalents (qui pourraient être utilisés pour déterminer la portée d’une intégration complète du simulateur multitâches), l’assemblage d’appels de code de source API bien ordonnés du CIGI et l’inclusion des données du simulateur multitâches dans les messages CIGI.

Afin de faciliter l’intégration, une juxtaposition des équivalents CIGI aux messages ChannelSurfer utilisés par le simulateur multitâches a été préparée. Les paramètres importants de chaque type de message CIGI sont indiqués. Pour les messages ChannelSurfer, on indique si le message est générique (en-tête seulement), une exigence minimale pour les communications ChannelSurfer ou un message correspondant destiné à la réalisation du protocole d’échange.

Les fragments de codes de pseudo-source fournis montrent quelle séquence d’appels CIGI est nécessaire pour communiquer avec n’importe quel générateur d’images. Les appels sont basés sur le logiciel libre CIGI de Boeing, le même code exploité par Multigen pour créer sa propre application d’émulation d’hôte pour le logiciel FlightIG. D’autres bribes de pseudo-code montrent comment sont intégrées les valeurs du simulateur multitâches aux appels CIGI convenablement séquencés au sein du logiciel du simulateur multitâches. Différentes questions peuvent avoir compliqué ou facilité le processus d’intégration dont il est question ici.

Copyright information

© Springer Science+Business Media, LLC 2010

Authors and Affiliations

  1. 1.Serenica Technologies CorporationTorontoCanada
  2. 2.Defence Research and Development CanadaTorontoCanada

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