从固定式模拟器到灵活的XR：HAVIK 利用 Unity 技术革新国防训练

国防机构可获得的具体成果和效益

通过利用 Unity 的实时 3D 功能，HAVIK 提供了一套培训解决方案，为国防机构带来显著的作战和组织效益：

• 安全、离线部署

隔离部署能力：该系统专为在安全的离线环境中运行而设计，因此适用于国防及受限使用场景。

• 在商用现成硬件上的跨平台部署

得益于Unity的多平台特性，HAVIK能够利用商用现成（COTS）硬件在VR头显、笔记本电脑和平板电脑上部署，从而支持无需专用基础设施的便携式“随时随地”培训。

• 扩大培训机会

便携式系统使更多地点的更多用户能够接受高级培训。

• 效率提升

设置时间缩短且操作简化，降低了准入门槛。

• 降低成本

最大限度地减少对实物素材资源和大型基础设施的依赖。

• 一致的培训成果

可重复的场景有助于标准化评估和技能培养。

• 任务准备状态

用户可以在逼真的环境中更频繁地进行协作式训练。

• 面向未来的平台

模块化架构支持持续扩展以及新功能的集成。

这些成果反映了培训环境正朝着以软件为驱动的模式转变，这种模式更注重灵活性、可扩展性和持续改进。

HAVIK 由一名前海军海豹突击队队员创立，其使命明确：利用实时 3D 技术的优势，推动训练现代化。这项最初旨在提升训练成效的实践性举措，如今已发展成为一个在全球范围内部署的平台，被各军种及模拟中心广泛采用。

如今，HAVIK 提供沉浸式训练系统，使个人和团队能够在逼真、交互式的环境中演练复杂的作战行动。通过将消费级硬件与先进的模拟软件相结合，HAVIK 正助力各组织重新思考培训的实施方式，使其更加便捷、灵活且可扩展。

在国防机构必须为日益复杂且瞬息万变的局势做好准备之际，能够进行有效、反复且协作的训练，其重要性已达到前所未有的高度。

该平台目前已在美国及北约伙伴国的数百个军事系统中投入使用，这充分证明了它在现代训练环境中日益重要的作用。

将培训范围扩展到传统系统之外

传统的培训系统通常依赖于大型、球形且固定的模拟环境。这些系统需要大量的硬件设备、专用设施以及专业技术人员来操作。虽然在某些情况下效果显著，但这些方案难以扩展，维护成本高昂，且灵活性有限。

更新场景或添加新功能不仅耗时，而且资源消耗巨大。这使得难以跟上不断变化的运营需求，也难以在分布式团队中提供一致的培训。

HAVIK 致力于通过构建一种更灵活、以软件为驱动的解决方案来改变这一现状；这种方案能够提供高质量的培训，同时摆脱传统基础设施的束缚。

要取得成功，该解决方案必须：

• 减少对大型固定仿真环境的依赖
• 实现快速更新和持续改进
• 支持个人和团队两种培训场景
• 可在便携且广泛可用的硬件上运行
• 无需复杂设置，即可呈现逼真、身临其境的环境

构建基于 Unity Industry 的便携式实时 3D 培训平台

HAVIK 开发了一个基于 Unity 实时 3D 平台的模块化培训生态系统。其核心是 HAVIK Core™，这是一个可扩展的模拟环境，可在统一系统内支持多种培训模块和角色，并可根据培训需求通过 VR、AR 和桌面界面进行访问。

HAVIK 方法论的核心在于重新思考培训体验的感受与运作方式。该平台借鉴了现代游戏设计原则，在易用性、视觉品质和用户体验方面达到了以往该领域未曾关注的高度。这使得培训内容更直观易懂，同时还能提升沉浸感并促进用户接受度。

该平台不仅允许用户在无人机操作或协同任务工作流等专业领域进行单独训练，还支持多用户场景，让团队能够在共享环境中协同作业——这与Multiplayer游戏体验类似。

应用内部：沉浸式协作培训

HAVIK 平台支持多种培训工作流程，涵盖从个人技能培养到协同任务规划与执行的各个方面。

用户可以：

• 针对特定任务场景进行训练，例如空中支援协调或无人机操作
• 参与多用户演练，其中每位参与者扮演不同的角色
• 在共享的虚拟环境中规划并执行任务
• 调整并重放场景，以进行评估和持续改进
• 通过可视化和分析结果来优化决策

该平台还支持任务规划工具，使用户能够在执行前模拟不同的方案、评估团队能力并优化策略。

沉浸式VR的一大优势在于它能够再现空间感知能力。许多培训场景不仅依赖于对具体任务的理解，还依赖于对人员、系统和环境在现实空间中如何相互作用的理解。

通过将用户直接置于这些环境中，HAVIK 能够帮助用户更直观地感知周围环境、与队友协同作战，并在逼真的条件下做出决策。

使用 Unity 进行开发：模拟的灵活基础

Unity 在 HAVIK 平台中发挥着核心作用，它提供了实时 3D 基础架构，从而实现了快速开发、可扩展性以及高保真模拟。

HAVIK 利用 Unity 驱动其系统的各个层级：

• 实时 3D 引擎（核心运行时）：Unity 为 HAVIK Core™ 提供了技术基础，能够打造具有动态天气、光照和地形条件的高保真、地理位置精确的环境。这些环境模拟了真实的战场，教官可以实时进行调整。
• XR/VR 框架：Unity 的 XR 技术栈用于支持基于 VR 的沉浸式训练，使用户能够在第一人称视角的环境中操作，并与模拟设备及战场系统进行交互。HAVIK系统支持用于联合空中管制员（JTAC）和小型无人机系统（SUAS）操作的虚拟现实（VR）和混合现实工作流程。
• 多用户网络与仿真互操作性：Unity 被用作多用户场景的协调层，支持分布式训练，使多个角色（联合战术行动协调员、无人机操作员、教官）能够在同一个模拟环境中协同作业。该平台与DIS、ATAK以及Anduril的Lattice等外部仿真标准实现了集成。
• 战术界面的用户界面系统：Unity UI 框架为任务规划工具、教员控制面板以及基于平板电脑的界面提供了技术支持。这些界面使用户能够实时查看地图、遥测数据和任务数据。
• 物理与仿真系统：Unity Physics 和自定义模拟层被用于模拟逼真的系统行为，包括飞机、无人机、传感器以及环境效应（天气、能见度、热力条件）。这有助于开展“贴近实战的战术、技术与程序（TTP）”及决策训练。
• 预制与模块化内容系统：Unity 的预制件架构支持 HAVIK 的模块化设计，可在共享平台内快速配置不同的训练角色（联合空中管制员、小型无人机系统操作员、空中交通管制员）和任务设置。
• 跨平台部署：得益于Unity的多平台特性，HAVIK能够部署一套完全可移植的系统，该系统可在商用现成硬件（如笔记本电脑、VR头显、平板电脑）上运行，无需专用基础设施即可实现“随时随地”的培训。

除了为现有平台提供支持外，Unity 还助力 HAVIK 实现其未来 Vision。

HAVIK 如何利用 Unity 构建可扩展的模拟平台

HAVIK 的开发方法以先构建可扩展的仿真基础为重点，然后在此基础上叠加针对特定任务的训练模块。这既确保了不同用例之间的一致性，又能随着新需求的出现实现快速扩展。

1.平台基础（HAVIK Core™）

HAVIK 基于 Unity 构建了其核心运行时，以支持实时地形渲染、多用户联网以及模拟状态的同步。模块化架构允许将不同的任务组合集成到一个共享平台中，从而为所有训练场景奠定统一的基础。

2.环境与场景系统

借助 Unity 的高清渲染管线（HDRP），HAVIK 开发出了具有动态天气、光照和大气效果的地理空间精准环境。讲师可以实时调整这些条件，从而实现灵活且反应迅速的培训场景。

3.基于角色的模拟模块

HAVIK 在同一套基于 Unity 的系统内创建了可互操作的培训模块，每个模块都针对特定角色进行了定制：

• 联合火力训练（JFT）的协调工作流程
• 针对无人机操作和情报、监视与侦察（ISR）场景的SUAS培训
• 空中交通与地面协调的着陆及降落区训练

这些模块共享用户界面、网络和环境等通用系统，同时针对每个角色定制交互方式。

4.交互与界面层

Unity 的 UI 和 XR 框架同时支持沉浸式和非沉浸式交互。用户可在基于VR的第一人称环境中进行操作，而教官和规划人员则通过桌面和平板电脑界面进行任务控制、规划和分析。

5.多用户与分布式训练

HAVIK 利用 Unity 的网络功能以及外部协议，在同一场景中实现多名参与者的同步。这使得跨地点的分布式训练成为可能，涵盖从单用户配置到完全协调的多用户演练的各种场景。

6.硬件集成与部署

借助 Unity 的跨平台功能，HAVIK 将其系统部署在 VR 头显、笔记本电脑以及基于平板电脑的控制系统上。这使得训练系统能够利用市售现成硬件快速搭建，无需专用基础设施。

7.由最终用户驱动的持续迭代

HAVIK 的平台通过持续收集操作员的反馈不断完善。Unity 的快速迭代周期使得场景、工具和任务模块能够频繁更新，且无需重新配置系统，从而确保该平台能够紧跟现实需求。

基于实际需求的快速迭代

HAVIK 的主要优势之一在于它能够根据用户反馈迅速进行迭代更新。

借助 Unity，团队可以：

• 快速开发和测试新功能
• 在不重新配置硬件的情况下更新场景
• 随着需求的变化，扩展培训模块
• 将新功能整合到现有工作流程中

这种迭代方法确保平台始终与实际需求保持一致，并随着时间的推移不断改进。

Unity 的生态系统还使开发者更容易上手，并能与合作伙伴开展协作，这有助于 HAVIK 实现其扩展平台、推动第三方创新的目标。

Digital Twins为何对军事训练至关重要

HAVIK 采用 Digital Twins 技术，使组织能够在受控的虚拟环境中再现复杂的运营环境，从而提供逼真的培训，同时避免了实景演练所带来的成本、风险或后勤限制。

主要优势包括：

• 真实且无风险的培训：模拟在保持安全环境的同时，再现了真实世界中的条件
• 灵活且可重复的场景：教官可以实时调整地形、天气和任务参数，并提供一致的回放功能以便评估
• 降低成本和复杂性：减少对实物素材资源和大型基础设施的依赖
• 可扩展的分布式训练：无需额外配置成本，即可实现跨地点的一致性培训
• 安全部署：专为在受控的物理隔离环境中运行而设计，适用于受限使用场景

这些能力相结合，构成了一个更具适应性、以软件为驱动的训练模式，能够随着作战需求的变化而不断演进。

展望未来：迈向全连接、多角色仿真

HAVIK 的路线图致力于将培训模块整合为完全集成的多角色模拟系统，使不同专业领域的用户能够在反映现实世界协同作战的共享环境中共同训练。

该平台基于 Unity Industry 的实时 3D 平台构建，这一基础架构支持持续迭代，通过共享系统实现更快的开发速度，借助 HDRP 提供更高的视觉保真度，并支持在各种应用场景中进行可扩展的部署。

HAVIK 还致力于通过支持第三方开发者构建新功能来扩展这一生态系统，从而加速创新。

归根结底，这项工作关乎防灾准备。通过提供更高效、更身临其境且可重复的培训，HAVIK 帮助个人和团队建立信心，并在关键时刻做出更明智的决策。