虛擬現實技術在軍事領域的應用與發展

張育軍

摘 要：我國近幾年在各個領域都取得了很大的發展，與此同時我們也面臨著非常嚴峻的考驗，我們立足于和平的解決問題與爭端，但是我們必須做好一切可能發生的準備，只有強硬的軍事為后盾才能更好的解決問題，對于敵對的勢力才會更有震懾的威力，所以，我們應該加強軍事領域的學習，文章主要針對虛擬現實交互軍事訓練進行的討論，希望對大家有所幫助。

關鍵詞：虛擬現實；交互；軍事訓練

我們不能忘記近代的百年史，對于中國來說是苦難的百年，使得我國在經濟文化等各個領域面臨著嚴峻的考驗，我們深深的認識到軍事對于一個國家的重要性，只有強大的軍隊作為我們的后盾才不會挨打，才不會被時代所拋棄。在軍事領域我們近年來不斷的加大科研力量的投入，目的就是大大的提升我國的國防力量。

1 概述

1.1 虛擬現實

虛擬現實就是現實的情況對于事物以及周邊的環境進行詳細的考察，針對于特殊的區域進行很好的記載描述，然后通過高科技的手段對于整個環境進行有效的模擬，這類虛擬的完成更多的借助于計算機軟件系統，能夠很好的對于各種的狀態以及環境進行很好的描述，減少了因為人為引發的各種因素，對于現實展現的更加清晰。這類創造是我們計算機系統中固有的，如今很多的實驗方面都起到了良好的效果，對于一些很難達到實驗條件的工作能夠提供器需要的條件，虛擬現實為我們如今的工作帶來了很大的便利，也是未來我們發展的必然的趨勢。

1.2 軍事系統仿真

近幾年國防事業的不斷發展，更多的高端技術被融入到了今天的軍事理論與軍事實際的工作中，在我們組織練兵時，涉及方面很廣。第一，如今科技戰，實彈的訓練要有很高的投入，近幾年各國的經費都處于下調的時期，這樣實戰就變得非常的困難；第二，進行大規模的實戰訓練我們需要較大的場地，即使在戈壁沙漠也都會造成極大的影響，影響當地居民的正常生活和造成環境的污染。面對這樣的形勢，我們應該既要不影響到這兩方面，與此同時又能夠使得我們的部隊達到良好的練兵效果，在這樣的形勢下我們進行改革創新研發虛擬仿真對抗，能夠很好地融入高科技的手段，分析的過程也更加的合理準確，這類模擬系統更多的運用電腦軟件系統來完成，通過對實戰地具體情況進行分析很好地在系統中進行體現，更具實地的效果。

2 基于虛擬現實技術的軍事系統仿真

2.1 系統軟硬件組成

建立虛擬作戰仿真系統的基本手段和目標是利用并集成高性能的計算機軟硬件和先進的傳感器，形成一個使參與者具有身臨其境的沉浸感、良好的交互能力并能幫助和啟發構思的信息環境。

要建立這樣一個系統，需要以下硬件的支持：

（1）高性能計算機：其特點就是反應速率非常快，對于處理巨大的數據過程能夠起到很好的效果，在我們的實際工作中地形以及里程等數據分析方面都是數據量很大的，這樣能夠使得工作變得更加的簡潔。

（2）跟蹤系統：針對的方向非常全面，對于人體的整個肢體語言，對于目標的反應更加得具體形象。

（3）觸覺系統：提供力與壓力的反饋，常用的設備是數據手套和力度反饋器等。

（4）圖像生成和顯示系統：產生視覺圖像和立體顯示，常用的設備是頭盔式三維立體顯示器、三維投影屏幕、立體眼鏡、雙目全方位監視器等。

（5）音頻系統：提供立體聲源并可判斷空間位置，主要設備為立體聲耳機和音響。

在軟件方面，主要是能產生虛擬環境的工具包和集成開發環境，要求具備的功能主要是：（1）能接受外部輸入信息，完成人機交互；（2）能建立幾何模型的CAD工具；（3）能渲染生成立體的顯示圖像；（4）能生成和管理大型數據庫（如幾何模型數據庫、模型行為數據庫、地形數據庫等）。

2.2 關鍵技術

基于虛擬現實軍事仿真中的關鍵技術主要有：

2.2.1 環境建模技術

虛擬環境的建立是虛擬現實技術的核心內容，環境建模的目的是獲取實際環境的三維數據，并根據應用的需要，利用獲取的三維數據建立相應的虛擬環境模型。

2.2.2 立體聲合成和立體顯示技術

在虛擬現實系統中，如何消除聲音的方向與用戶頭部運動的相關性已成為聲學專家們研究的熱點。同時，雖然三維圖形和立體圖形生成技術已經較為成熟，但復雜場景的實時顯示一直是計算機圖形學的重要研究內容。

2.2.3 觸覺反饋技術

在虛擬現實系統中，產生身臨其境效果的關鍵因素之一是讓用戶能夠直接操作虛擬物體并感覺到虛擬物體的反作用力。然而研究力學反饋裝置是相當困難的，如何解決現有高精度裝置的高成本和大重量是一個需要進一步研究的問題。

3 軍事應用現狀

近年來，基于虛擬現實技術的模擬訓練系統開始受到各國軍方的青睞，目前虛擬現實技術在軍事領域的應用主要有以下幾個方面。

3.1 軍事教育

在虛擬的軍事教育實際教學中有著非常重要的意義，我們在正式的訓練中會有很多的環境限制，對于整體的軍力不能進行很好地釋放，軍隊的真實水平得不到真實的評價，這也是我國軍隊近幾年對于自身真實的水平得不到很好地判斷的主要原因，虛擬教學能夠很好地把我們所有的知識運用到其中，并且排出了很多人為因素。虛擬教學是我們未來軍事教學發展的必然方向。

3.2 軍事訓練

利用虛擬現實技術進行軍事訓練，按照訓練的內容及復雜程度，主要分為以下幾種：

3.2.1 虛擬戰場環境

我們進行作戰最為主要的因素就是環境，在我們實際的環境中虛擬教學這一點一定要做足，敵我雙方的整體裝備，以及人員的配置一定要做的形象逼真，戰場的地形以及環境方面一定要做的更加詳細，這樣我們對于戰場的感覺才會更加的逼真。

3.2.2 單兵模擬訓練

其包括虛擬戰場環境下的作戰訓練和虛擬武器裝備操作訓練。前者是利用虛擬戰場環境，士兵穿戴的一身都會有機器敏感的傳導系統，就不同的地理環境，我們的士兵會及時的調整自己的作戰情況，制定行軍以及進行任務完成的方案，能夠大大的提升我們官兵在戰場上隨機應對的能力，尤其能夠使得大家的心理承受能力慢慢的增強。虛擬武器裝備操作訓練是在虛擬武器裝備環境中進行的，這類訓練對于整體的設備在模擬的系統中進行靈活的運用對于我們單兵真實的能力是很好的檢驗，尤其對于我們真實狀態下對于武器的掌握情況是很好的檢驗。

3.2.3 近戰戰術訓練

近戰戰術訓練系統把在地理上分散的各個學校、戰術分隊的多個訓練模擬器和仿真器連接起來，以當前的武器系統、配置、戰術和原則為基礎，把陸軍的近戰戰術訓練系統、空軍的合成戰術訓練系統、防空合成戰術訓練系統、野戰炮兵合成戰術聯合起來，實施諸軍兵種聯合演習。建立“虛擬戰場”，實施“真實的”對抗演習。

3.2.4 指揮員訓練

一場戰爭的勝敗關鍵就在于指揮官在各方面的運用能力，我們虛擬現實技術將這一點很好的融入到了系統中，我們對于整體的地形，周邊的情況進行三維有效地處理，通過多方位的信息傳遞使得我們的指揮官能夠更好的體驗身臨其境的感覺，能夠很好的鍛煉指揮官的心理狀態，以及對于作戰基礎知識的培訓。

3.3 作戰行動優化與效能評估

我們整個的訓練過程中都很好的借助先進的科學技術手段為依據，我們進行軍事訓練的每一步都在系統的嚴密監視下進行的，任何問題的細節處理以及當時的占地情況在我們的系統資料庫中都有非常好的體現。我們對于各級單位以及每一個兵種，每一個單兵都能夠進行最為清晰地評價，對于后期的評估工作變得非常的簡單。

3.4 武器裝備的研制與開發

在武器系統的研制與開發方面，虛擬現實技術可發揮多種作用，一方面可作為武器裝備體系頂層設計的技術手段，另一方面，可以避免武器裝備在實際研制、生產和部署各階段由于決策失誤造成的資金浪費，縮短研制周期。

4 虛擬現實技術在軍事領域的應用發展趨勢

我們虛擬現實科技軍事已經有了較長的發展史，在初期人們主要作用于技術方面的訓練，慢慢的人們發現對于指揮官的鍛煉能力也是很大的提升，這樣就把兩者進行了很好地有機的結合，大大的提升了訓練的目的。未來科技的發展會越來越快，我們在軍事領域的武器裝備以及威力方面都會有極大的提升，實際的對抗會產生更大的困難，我們的虛擬對抗系統會面臨這樣的新形勢，用途就會更加的被擴大化，我們只有提升我們虛擬平臺的技術水準來不斷的滿足當前的形式，我們對于其發展做了以下幾點的總結：

（1）虛擬環境更加真實。未來的虛擬作戰仿真環境將更加貼近實戰，對于戰場上的所有物體的物理特征、行為特征描述將更加真實。

（2）應用范圍更加廣泛。隨著人們研究不斷地深入，虛擬環境越來越多的融入了先進的科學技術，不斷地加大軟件與硬件的開發，我們知道在軍備競爭激烈的今天模擬訓練作戰的課題已經成為了未來的大趨勢，我們實際工作中的每一個角落也多充滿了現代化的高科技運用。

（3）作戰行動更加復雜。就目前的發展形勢來看，已經擺脫了單一兵種作戰的形式，轉變為多兵種作戰，海陸空協同的趨勢，對于我們的虛擬系統是一個嚴峻的考驗。我們在自身的模擬系統中更多的融入軟件的開發，使得適應當前軍事領域的需要，更好的促進國防事業的發展。

（4）創新戰法更加有效。虛擬現實環境的分步性、交互性和虛擬性，有利于學員熟練掌握新裝備的施訓和掌握新訓法，反復研討新戰法，對未來戰場可能出現的情況作出提前的判斷與預演。

5 結束語

通過上文的介紹，對于當前軍事領域的發展我們有了進一步的了解，未來的戰爭將更多的融入到科學技術的理念，我們在平時練兵的過程中，深深地體會到了這一點，使得我們在實際的訓練中更多的融入先進的科學理念，為了更進一步的提升我們軍事領域的素養進行了虛擬現實技術的應用，已經取得了良好的效果，我相信在未來的發展中一定會有更大的發展前景。

參考文獻

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