Images Courtesy of Entrol
Os simuladores de voo são essenciais para o treinamento na aviação, garantindo que pilotos recebam instruções da mais alta qualidade em um ambiente controlado. Desde os simuladores mecânicos da época da Segunda Guerra Mundial, que usavam apenas instrumentos, até as plataformas de movimento atuais com elementos visuais computadorizados de cabines e paisagens, os simuladores de voo evoluem constantemente para chegar o mais perto possível da realidade sem sair do chão.
À medida que a qualidade dos gráficos avançou, a tecnologia de exibição também evoluiu, com fones de ouvido de realidade virtual e fundos projetados integrando vários sistemas de Full Flight Simulator (FFS). No entanto, os capacetes de realidade virtual (HMDs) podem causar fadiga, e as múltiplas projeções de imagem necessárias para um amplo campo de visão (CDV) podem ser difíceis de alinhar e manter, às vezes resultando em distorções visuais.
Foi então que a Entrol, uma empresa espanhola que projeta e fabrica simuladores de voo certificados para aeronaves de asa fixa e helicópteros, entrou em cena. Com mais de 30 variedades de simuladores de voo produzidos para escolas de aviação e operadores em 40 países, a empresa estava numa posição única: podia pensar em sistemas de treinamento de voo que combinassem maior eficácia e facilidade de manutenção.
À medida que a qualidade dos gráficos avançou, a tecnologia de exibição também evoluiu, com fones de ouvido de realidade virtual e fundos projetados integrando vários sistemas de Full Flight Simulator (FFS). No entanto, os capacetes de realidade virtual (HMDs) podem causar fadiga, e as múltiplas projeções de imagem necessárias para um amplo campo de visão (CDV) podem ser difíceis de alinhar e manter, às vezes resultando em distorções visuais.
Foi então que a Entrol, uma empresa espanhola que projeta e fabrica simuladores de voo certificados para aeronaves de asa fixa e helicópteros, entrou em cena. Com mais de 30 variedades de simuladores de voo produzidos para escolas de aviação e operadores em 40 países, a empresa estava numa posição única: podia pensar em sistemas de treinamento de voo que combinassem maior eficácia e facilidade de manutenção.
Com esse objetivo, a Entrol desenvolveu o ENWALL, a primeira tecnologia de LED imersivo do mundo criada especificamente para treinamento de pilotos. O ENWALL expande o campo de visão do piloto e proporciona elementos visuais em alta definição sem interrupções, eliminando as limitações dos HMDs e projetores.
As imagens exibidas nos painéis de LED do ENWALL são transmitidas diretamente para as telas, oferecendo vantagens sobre os sistemas de projeção: resolução mais alta, contraste superior e elementos visuais sem interrupções ou distorções, além de uma manutenção de hardware mais simples. Os elementos visuais de alta qualidade nos painéis do ENWALL são gerados pelo ENVISION, o gerador de imagens personalizável da Entrol, desenvolvido com a Unreal Engine.
Para saber mais sobre o ENWALL e como a Unreal Engine se tornou parte essencial dessa solução inovadora, conversamos com Iñigo Hernandez Irizar, Gerente de Desenvolvimento de Negócios e Chefe de Comunicação dos simuladores da Entrol, e Enrique Silvela, Engenheiro de Simulação Sênior e Engenheiro Visual Chefe dos projetos ENVISION e ENWALL.
As imagens exibidas nos painéis de LED do ENWALL são transmitidas diretamente para as telas, oferecendo vantagens sobre os sistemas de projeção: resolução mais alta, contraste superior e elementos visuais sem interrupções ou distorções, além de uma manutenção de hardware mais simples. Os elementos visuais de alta qualidade nos painéis do ENWALL são gerados pelo ENVISION, o gerador de imagens personalizável da Entrol, desenvolvido com a Unreal Engine.
Para saber mais sobre o ENWALL e como a Unreal Engine se tornou parte essencial dessa solução inovadora, conversamos com Iñigo Hernandez Irizar, Gerente de Desenvolvimento de Negócios e Chefe de Comunicação dos simuladores da Entrol, e Enrique Silvela, Engenheiro de Simulação Sênior e Engenheiro Visual Chefe dos projetos ENVISION e ENWALL.
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Parabéns pelo lançamento do ENWALL! Pode nos contar um pouco mais sobre o ENWALL e o ENVISION?
Irizar: o ENWALL é uma solução modular de LED que consiste num LED cilíndrico perfeitamente integrado a um piso de LED reforçado. Essa solução foi otimizada com o ENVISION, nosso gerador de imagens desenvolvido com a Unreal Engine. Para nós, foi uma escolha óbvia combinar paredes de LED com o ENVISION, pois unimos hardware revolucionário aos melhores gráficos disponíveis no mercado.
Optamos pela Unreal Engine por suas amplas possibilidades de personalização, que nos permitem criar soluções visuais sob medida para nossos clientes. Personalizamos o ENVISION para usar imagens de satélite com resolução de até um metro por pixel e modelos 3D em alta definição de aeroportos e heliportos feitos especificamente para nossos clientes.
Também criamos cenários que cobrem combate a incêndios, operações policiais, situações em alto-mar, busca e salvamento (SAR) e serviços médicos de emergência (EMS).
Irizar: o ENWALL é uma solução modular de LED que consiste num LED cilíndrico perfeitamente integrado a um piso de LED reforçado. Essa solução foi otimizada com o ENVISION, nosso gerador de imagens desenvolvido com a Unreal Engine. Para nós, foi uma escolha óbvia combinar paredes de LED com o ENVISION, pois unimos hardware revolucionário aos melhores gráficos disponíveis no mercado.
Optamos pela Unreal Engine por suas amplas possibilidades de personalização, que nos permitem criar soluções visuais sob medida para nossos clientes. Personalizamos o ENVISION para usar imagens de satélite com resolução de até um metro por pixel e modelos 3D em alta definição de aeroportos e heliportos feitos especificamente para nossos clientes.
Também criamos cenários que cobrem combate a incêndios, operações policiais, situações em alto-mar, busca e salvamento (SAR) e serviços médicos de emergência (EMS).
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Você pode dar alguns exemplos de como os clientes estão usando o ENWALL/ENVISION?
Irizar: o ENWALL foi projetado com foco em treinamento operacional. O campo de visão ampliado e a qualidade visual do ENWALL, combinados com os gráficos de alta qualidade do ENVISION, formam a melhor solução possível para treinamento operacional.
Temos um cliente na Nova Zelândia que está instalando o ENWALL com foco principal no treinamento de equipes de resgate aéreo. A combinação ENWALL e ENVISION é particularmente interessante porque permite adicionar cenários realistas de acidentes do banco de dados, como uma área confinada cercada por árvores. Com o ENWALL, o piloto pode posicionar o helicóptero sobre o acidente e ver toda a cena no campo de visão ampliado. Após simular o resgate dos feridos, o helicóptero pode voar até um modelo 3D em alta definição do hospital mais próximo, gerado pelo ENVISION, e pousar com segurança no heliporto usando o ENWALL.
Outro cliente na Coreia do Sul usará o ENWALL e o ENVISION para treinar operações de combate a incêndios. Com o ENVISION, é possível posicionar focos de incêndio que se comportam de forma realista em qualquer cenário, e os helicópteros podem acessar fontes de água para encher os tanques. Após encher os tanques, o operador pode extinguir as chamas lançando água sobre os focos de incêndio. Com o ENWALL, os bombeiros também podem verificar se todas as chamas foram apagadas.
Irizar: o ENWALL foi projetado com foco em treinamento operacional. O campo de visão ampliado e a qualidade visual do ENWALL, combinados com os gráficos de alta qualidade do ENVISION, formam a melhor solução possível para treinamento operacional.
Temos um cliente na Nova Zelândia que está instalando o ENWALL com foco principal no treinamento de equipes de resgate aéreo. A combinação ENWALL e ENVISION é particularmente interessante porque permite adicionar cenários realistas de acidentes do banco de dados, como uma área confinada cercada por árvores. Com o ENWALL, o piloto pode posicionar o helicóptero sobre o acidente e ver toda a cena no campo de visão ampliado. Após simular o resgate dos feridos, o helicóptero pode voar até um modelo 3D em alta definição do hospital mais próximo, gerado pelo ENVISION, e pousar com segurança no heliporto usando o ENWALL.
Outro cliente na Coreia do Sul usará o ENWALL e o ENVISION para treinar operações de combate a incêndios. Com o ENVISION, é possível posicionar focos de incêndio que se comportam de forma realista em qualquer cenário, e os helicópteros podem acessar fontes de água para encher os tanques. Após encher os tanques, o operador pode extinguir as chamas lançando água sobre os focos de incêndio. Com o ENWALL, os bombeiros também podem verificar se todas as chamas foram apagadas.
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Quais são as vantagens de usar telas de LED em vez de projeção?
Irizar: as principais vantagens são melhor resolução e contraste de cores. O maior contraste é especialmente visível durante voos noturnos, pois os LEDs individuais podem desligar completamente para criar uma escuridão total, algo que é impossível de se alcançar com a projeção direta. Além disso, você também obtém elementos visuais sem interrupções, excluindo problemas de distorção ou sobreposição comuns em projeções.
Outra vantagem é o campo de visão ampliado. Como é possível adicionar quantos painéis de LED forem necessários, o campo de visão pode ser ampliado conforme a demanda.
Os painéis de LED também facilitam a manutenção, pois a tela é composta por módulos que podem ser trocados com facilidade. Os painéis são acessíveis e fáceis de desmontar, algo complicado em sistemas de projeção.
A manutenção simplificada reduz o tempo de inatividade do simulador. Enquanto um projetor quebrado interrompe o treinamento, um painel de LED com defeito não paralisa a sessão. Como cada painel é composto por diversos LEDs individuais, o treinamento pode continuar mesmo que algum LED pare de funcionar. Em casos raros de falha num grupo significativo desses LEDs, é possível substituir facilmente o módulo afetado, até mesmo durante uma sessão de treinamento, sem interrupções.
Irizar: as principais vantagens são melhor resolução e contraste de cores. O maior contraste é especialmente visível durante voos noturnos, pois os LEDs individuais podem desligar completamente para criar uma escuridão total, algo que é impossível de se alcançar com a projeção direta. Além disso, você também obtém elementos visuais sem interrupções, excluindo problemas de distorção ou sobreposição comuns em projeções.
Outra vantagem é o campo de visão ampliado. Como é possível adicionar quantos painéis de LED forem necessários, o campo de visão pode ser ampliado conforme a demanda.
Os painéis de LED também facilitam a manutenção, pois a tela é composta por módulos que podem ser trocados com facilidade. Os painéis são acessíveis e fáceis de desmontar, algo complicado em sistemas de projeção.
A manutenção simplificada reduz o tempo de inatividade do simulador. Enquanto um projetor quebrado interrompe o treinamento, um painel de LED com defeito não paralisa a sessão. Como cada painel é composto por diversos LEDs individuais, o treinamento pode continuar mesmo que algum LED pare de funcionar. Em casos raros de falha num grupo significativo desses LEDs, é possível substituir facilmente o módulo afetado, até mesmo durante uma sessão de treinamento, sem interrupções.
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Quais foram os principais aprendizados no desenvolvimento do ENWALL?
Silvela: uma das lições mais importantes surgiu logo no início, quando desenvolvemos nosso primeiro display de LED numa configuração esférica, similar a projetores tradicionais. Telas esféricas oferecem um campo de visão mais amplo que as cilíndricas, o que parecia ideal. Porém, durante os testes, encontramos diversos problemas.
Como o mapeamento perfeito de pixels numa esfera é impossível, tivemos que remover alguns pixels para ajustar a curvatura. Isso não era perceptível em reproduções de vídeo padrão, mas causava falhas críticas no uso do simulador. Por exemplo, árvores distantes, que ocupavam poucos pixels na tela, piscavam ou desapareciam, distraindo os pilotos durante o voo.
A manutenção também foi desafiadora. Configurações esféricas de LED utilizam painéis não padronizados e complexos, com maior dificuldade para manutenção e substituição. Já as telas cilíndricas permitem um mapeamento limpo de pixels, sem perdas ou falhas. Além disso, o design uniforme dos painéis simplifica a manutenção.
Nosso desafio era o campo de visão vertical (CDVV). Pilotos de helicóptero precisam de um CDVV alto para enxergar através da janela inferior, algo que as telas cilíndricas não atendem tão naturalmente quanto as esféricas.
Foi então que tivemos uma ideia inovadora: em vez de manter uma única superfície de exibição contínua e complexa, poderíamos distribuir os elementos visuais por geometrias mais simples. Ao manter a tela cilíndrica e adicionar um piso de LED plano sob o cockpit, aumentamos significativamente o CDVV sem comprometer a integridade dos pixels nem a facilidade de manutenção. Essa solução modular acabou se mostrando mais eficaz do que uma estrutura esférica em todos os aspectos.
Silvela: uma das lições mais importantes surgiu logo no início, quando desenvolvemos nosso primeiro display de LED numa configuração esférica, similar a projetores tradicionais. Telas esféricas oferecem um campo de visão mais amplo que as cilíndricas, o que parecia ideal. Porém, durante os testes, encontramos diversos problemas.
Como o mapeamento perfeito de pixels numa esfera é impossível, tivemos que remover alguns pixels para ajustar a curvatura. Isso não era perceptível em reproduções de vídeo padrão, mas causava falhas críticas no uso do simulador. Por exemplo, árvores distantes, que ocupavam poucos pixels na tela, piscavam ou desapareciam, distraindo os pilotos durante o voo.
A manutenção também foi desafiadora. Configurações esféricas de LED utilizam painéis não padronizados e complexos, com maior dificuldade para manutenção e substituição. Já as telas cilíndricas permitem um mapeamento limpo de pixels, sem perdas ou falhas. Além disso, o design uniforme dos painéis simplifica a manutenção.
Nosso desafio era o campo de visão vertical (CDVV). Pilotos de helicóptero precisam de um CDVV alto para enxergar através da janela inferior, algo que as telas cilíndricas não atendem tão naturalmente quanto as esféricas.
Foi então que tivemos uma ideia inovadora: em vez de manter uma única superfície de exibição contínua e complexa, poderíamos distribuir os elementos visuais por geometrias mais simples. Ao manter a tela cilíndrica e adicionar um piso de LED plano sob o cockpit, aumentamos significativamente o CDVV sem comprometer a integridade dos pixels nem a facilidade de manutenção. Essa solução modular acabou se mostrando mais eficaz do que uma estrutura esférica em todos os aspectos.
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Por que a fidelidade e a precisão visual são tão importantes nesse tipo de simulador?
Irizar: a fidelidade e a precisão visual são essenciais em simuladores de voo. Um simulador que não atende aos padrões de precisão visual não oferece a imersão necessária para os alunos nem o realismo exigido para treinar operações de forma eficiente.
A imersão é fundamental, pois o objetivo dos simuladores de voo é oferecer uma experiência de treinamento o mais próxima possível da realidade. Se a qualidade visual do simulador não atingir esse padrão de realidade, o piloto pode se distrair. Isso reduz a imersão e a qualidade do treinamento.
O realismo das operações também é vital. As operações devem parecer reais para o treinamento ser eficaz, algo que só é possível com alta fidelidade e precisão visual. Por exemplo, em treinamentos de SAR em montanhas, os pilotos precisam ser capazes de reconhecer o ambiente e os pontos de referência, o que exige elementos visuais de alta qualidade.
Irizar: a fidelidade e a precisão visual são essenciais em simuladores de voo. Um simulador que não atende aos padrões de precisão visual não oferece a imersão necessária para os alunos nem o realismo exigido para treinar operações de forma eficiente.
A imersão é fundamental, pois o objetivo dos simuladores de voo é oferecer uma experiência de treinamento o mais próxima possível da realidade. Se a qualidade visual do simulador não atingir esse padrão de realidade, o piloto pode se distrair. Isso reduz a imersão e a qualidade do treinamento.
O realismo das operações também é vital. As operações devem parecer reais para o treinamento ser eficaz, algo que só é possível com alta fidelidade e precisão visual. Por exemplo, em treinamentos de SAR em montanhas, os pilotos precisam ser capazes de reconhecer o ambiente e os pontos de referência, o que exige elementos visuais de alta qualidade.
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Por que a Unreal Engine é a escolha certa para renderizar os elementos visuais do ENWALL?
Silvela: como nossa tela tem formato definido, usamos o nDisplay para ajustar com precisão o frustum da câmera tanto na tela cilíndrica curva quanto na exibição do piso.
Isso eliminou a necessidade de usar um software externo de distorção, simplificando o processo de instalação e reduzindo a complexidade.
Além disso, nos proporcionou uma transição visual sem interrupções entre as telas. Ao definir uma única posição da cabeça do piloto como referência, o nDisplay gerencia automaticamente os ajustes do frustum, mantendo continuidade visual em toda a exibição. O resultado é uma experiência imersiva e sem distorções do ponto de vista do piloto.
Irizar: com a implementação do ENVISION, demos um salto enorme em relação ao nosso gerador de imagens anterior. A qualidade visual melhorou com essa mudança, mas não foi o único avanço.
A Unreal Engine também permite personalizar facilmente o terreno e as funcionalidades incluídas no simulador, o que nos possibilita criar uma solução alinhada às necessidades de treinamento do cliente.
Isso nos ajudou a reduzir os custos de produção enquanto melhoramos o produto final.
A Unreal Engine foi um sucesso para nós em todos os aspectos.
Silvela: como nossa tela tem formato definido, usamos o nDisplay para ajustar com precisão o frustum da câmera tanto na tela cilíndrica curva quanto na exibição do piso.
Isso eliminou a necessidade de usar um software externo de distorção, simplificando o processo de instalação e reduzindo a complexidade.
Além disso, nos proporcionou uma transição visual sem interrupções entre as telas. Ao definir uma única posição da cabeça do piloto como referência, o nDisplay gerencia automaticamente os ajustes do frustum, mantendo continuidade visual em toda a exibição. O resultado é uma experiência imersiva e sem distorções do ponto de vista do piloto.
Irizar: com a implementação do ENVISION, demos um salto enorme em relação ao nosso gerador de imagens anterior. A qualidade visual melhorou com essa mudança, mas não foi o único avanço.
A Unreal Engine também permite personalizar facilmente o terreno e as funcionalidades incluídas no simulador, o que nos possibilita criar uma solução alinhada às necessidades de treinamento do cliente.
Isso nos ajudou a reduzir os custos de produção enquanto melhoramos o produto final.
A Unreal Engine foi um sucesso para nós em todos os aspectos.
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Como suas soluções evoluíram com o tempo, e qual foi a influência da Unreal Engine nisso?
Silvela: começamos o desenvolvimento do ENVISION há três anos com a Unreal Engine 4.26. Na época, estávamos limitados pelas restrições da engine quanto ao tamanho do mundo e ao processamento de dados, então tivemos que criar soluções inteligentes para manter a simulação eficiente.
O lançamento da Unreal Engine 5 foi um marco para nós. Funcionalidades como o Large World Coordinates, o World Partition e o Nanite nos permitiram escalar drasticamente nossos bancos de dados sem comprometer o desempenho. Com essas limitações fora do caminho, focamos em aprimorar os elementos visuais, o realismo e a arquitetura do sistema.
Com o tempo, o ENVISION evoluiu de um protótipo básico executado numa única máquina para um gerador de imagens robusto, sincronizado em múltiplos computadores.
Trabalhar com a Unreal Engine foi recompensador. Apesar da complexidade da engine, seus recursos são incomparáveis, e dominá-la certamente evoluiu nosso projeto.
Silvela: começamos o desenvolvimento do ENVISION há três anos com a Unreal Engine 4.26. Na época, estávamos limitados pelas restrições da engine quanto ao tamanho do mundo e ao processamento de dados, então tivemos que criar soluções inteligentes para manter a simulação eficiente.
O lançamento da Unreal Engine 5 foi um marco para nós. Funcionalidades como o Large World Coordinates, o World Partition e o Nanite nos permitiram escalar drasticamente nossos bancos de dados sem comprometer o desempenho. Com essas limitações fora do caminho, focamos em aprimorar os elementos visuais, o realismo e a arquitetura do sistema.
Com o tempo, o ENVISION evoluiu de um protótipo básico executado numa única máquina para um gerador de imagens robusto, sincronizado em múltiplos computadores.
Trabalhar com a Unreal Engine foi recompensador. Apesar da complexidade da engine, seus recursos são incomparáveis, e dominá-la certamente evoluiu nosso projeto.
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Como vocês usam os fluxos de trabalho baseados na Unreal Engine nas fases de planejamento e design?
Silvela: nosso fluxo de trabalho abrange desde coleta de dados geográficos até modelagem de ambientes geoespecíficos. Criamos importadores de ativos personalizados para trabalhar com dados SIG diretamente na Unreal Engine. Isso agiliza o processo de criação de bancos de dados, permitindo preencher vastas áreas de terreno com uso de fontes como o OpenStreetMap (OSM).
Silvela: nosso fluxo de trabalho abrange desde coleta de dados geográficos até modelagem de ambientes geoespecíficos. Criamos importadores de ativos personalizados para trabalhar com dados SIG diretamente na Unreal Engine. Isso agiliza o processo de criação de bancos de dados, permitindo preencher vastas áreas de terreno com uso de fontes como o OpenStreetMap (OSM).
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Por fim, como você acha que será o futuro dos simuladores de voo? O que podemos esperar da Entrol?
Irizar: o futuro dos simuladores é promissor. A tecnologia avança rapidamente, com novidades disruptivas entrando no mercado.
A Entrol está focada em desenvolver dispositivos FFS Nível B acessíveis. Os preços de mercado desses dispositivos se mantêm em torno de 10 milhões de euros há duas décadas, e nossa meta é mudar esse cenário. Nosso objetivo é oferecer dispositivos FFS Nível B confiáveis e de alta qualidade por cerca de 6 a 7 milhões de euros.
Nos próximos anos, a Entrol trará novidades emocionantes sobre vendas e desenvolvimentos.
Irizar: o futuro dos simuladores é promissor. A tecnologia avança rapidamente, com novidades disruptivas entrando no mercado.
A Entrol está focada em desenvolver dispositivos FFS Nível B acessíveis. Os preços de mercado desses dispositivos se mantêm em torno de 10 milhões de euros há duas décadas, e nossa meta é mudar esse cenário. Nosso objetivo é oferecer dispositivos FFS Nível B confiáveis e de alta qualidade por cerca de 6 a 7 milhões de euros.
Nos próximos anos, a Entrol trará novidades emocionantes sobre vendas e desenvolvimentos.
Como instalar a Unreal Engine
Baixar o inicializador
Antes de instalar e executar o Unreal Editor, você precisará baixar e instalar o Inicializador da Epic Games.
Instale o Inicializador da Epic Games
Depois de baixá-lo e instalá-lo, abra o inicializador e inicie a sessão ou crie uma conta da Epic Games.
Obtenha suporte ou reinicie o download do Inicializador da Epic Games na Etapa 1.
Instalar a Unreal Engine
Depois de iniciar a sessão, vá até a aba "Unreal Engine" e clique no botão "Instalar" para baixar a versão mais recente.
Veja como instalar