虛擬現實技術在軍事教育中的應用

羅喆

【摘 要】虛擬現實技術是當今世界前沿科技之一，隨著虛擬技術的發展與成熟，它在軍事領域得到廣泛應用，在軍事教育中VR技術既可用于提高軍校學員的作戰技能，也可用于提高軍校學員的指揮藝術，避免傳統軍事教育模式中的諸多弊端，提高教學效率，豐富教學手段。

【關鍵詞】虛擬現實；軍事教育；應用

一、虛擬現實技術的概念和特點

虛擬現實（Virtual Reality ， 簡稱VR） 技術是當今世界前沿科技之一，是一種可創建體驗虛擬世界（Virtual World） 的計算機系統，具有沉浸性（ Immersion） 、交互性（ Interactivity） 和想象性（ Imagination）三大特征。沉浸性是VR 技術的核心，包括視覺沉浸、聽覺沉浸、觸覺沉浸、嗅覺沉浸、味覺沉浸及身體感覺沉浸，如在軍事模擬訓練中，通過三維戰場環境圖形圖像庫，為使用者創造一個立體的戰場環境；交互性是VR技術最重要的特點，指參與者對虛擬環境的實時反饋，如借助于各種三維交互設備（ 如頭盔顯示器、數據手套、三維鼠標等） ，參與者對于各種虛擬武器裝備的操作；想象性是VR 系統的目的，“通過對虛擬環境及虛擬裝備的體驗、操作，提高對戰場環境及武器裝備的感性認識和理性認識，進而提高實際的作戰技能”[1]。

二、虛擬現實技術在軍事領域的應用

隨著計算機技術的迅速發展，虛擬現實技術越來越成熟，已成為各發達國家武器裝備研發及軍事教育訓練的重要工具，主要用于虛擬戰場環境、進行單兵模擬訓練、近戰戰術訓練、實施諸軍兵種聯合演習等方面，20 世紀90 年代初，美國最早將VR技術用于軍事領域。我軍也逐漸認識到虛擬現實技術的巨大優勢從而加大了關注和投入，取得了解放軍信息工程大學“地形環境仿真系統”、南京模擬技術研究所研制的反坦克導彈分布交互式通用模擬訓練系統、空軍第二航空學院研制的飛行訓練模擬系統等重大成果。

三、虛擬現實技術在軍事教育中的應用

當前，虛擬現實技術逐漸被應用于軍事教育領域，形成了新的教學方法——虛擬仿真教學，用于軍事學員的培養和訓練。在將該技術運用于教學的過程中，我們應該注意正確理解虛擬現實之真實的含義，“這里所謂‘真實包括兩層含義：虛擬的‘真實和現實的‘真實，虛擬‘真實的重要性在于營造一個虛擬的‘真實情景，使學習者沉浸在虛擬場景中，獲得全方位的學習體驗，情景越‘真實越能促進學習者的體驗?，F實‘真實的重要性在于能夠讓學習者身臨其境，親自動手操作教學設備，獲取‘做的經驗，這是其他媒體所無法比擬的”[2]。

（一）VR技術可用于提高軍校學員的作戰技能

VR技術作為一種最新的計算機人機交互技術， 其三維圖形生成系統不僅能夠生成逼真的大范圍虛擬地形環境，模擬不同自然環境下如霧天、雨天、暴風雪等各種作戰條件，用于軍事作戰模擬訓練領域有先天優勢，必將成為未來部隊的主要訓練方式，自伊拉克戰爭起，美軍前線作戰人員中八成以上接受過模擬訓練系統培訓。作戰模擬訓練可分為實地軍事演習、現場實驗、沙盤作業、圖上作業、戰爭對策、計算機模擬仿真和分析模擬仿真等方面，并且可模擬各種形式的戰爭，如核大戰、戰區常規戰（陸戰、海戰、空戰及合成軍作戰）等。計算機作戰模擬訓練具有仿真運算速度快、準確、科學、可靠性高、損耗代價小等特點， 是一種新穎而實用的模擬訓練仿真方式，軍事院校完全可以用模擬仿真軟件實現武器裝備操練等軍事訓練教學，在模擬戰爭中訓練學員分析包括緊急決策、戰爭、戰爭升級和戰爭結束等諸種因素，為軍校學員訓練提供了科學方法，使其訓練過程更為逼真地接近于實戰，有利于學員作戰技能的提高， 更有利于武器系統性能的改進及效能的提高?！皬陌l達國家軍隊的虛擬現實模擬實踐看，虛擬現實模擬可以最大限度地營造逼真的戰場景況，模擬未來戰爭的各種可能情況，使受訓者最大限度地貼近實戰鍛煉；可以為受訓者提供各種困境、危境、絕境等高危境況，全面模擬演練各種高危險性的行動，提高處理各種危險突發事件的能力” [3]。使一些抽象的概念形象化、直觀化、簡單化，這樣既使沉悶的課堂變得生動起來，又可使學員興趣盎然，彌補訓練器材和場地不足，擺脫訓練設備、場地、氣象的制約，縮短教學時間，降低訓練成本，大大降低實彈實炮等高危訓練的危險系數，提高教學訓練的安全性。

（二）VR技術可用于提高軍校學員的指揮藝術

實踐證明， 人類對基于圖像、聲音等感官信息的理解能力遠遠大于對數字和文字等抽象信息的理解能力。20 世紀80 年代初，約翰·霍普金斯大學作戰分析實驗室幫助美國海軍研究出一種稱為是研討式對策（ Seminar Gaming） 的對抗模擬方法，后來發展一種高層模擬教學方式，訓練學員在大規模的對抗模擬中研究與分析現代戰爭、形成作戰設想，經過結構化的、機動靈活的訓練，學員能夠將諸方面軍事專家的知識及觀點結合在一起， 及時地處理實戰中出現的問題。目前，美軍僅需5個月左右時間就能培養出既具備戰術專家素質，又能指揮與控制所屬部隊進行作戰的軍官。因此VR 技術完全可以作為我軍指揮類院校的一種輔助教學手段，彌補學員沒有戰場實踐經驗的一種好方法。可以通過對軍事行動的仿真用于培養軍事指揮人員的戰略謀劃和預算等方面的能力，利用虛擬現實技術實施“軍事虛擬現實教程”，根據偵察情況資料合成出戰場全景圖，讓受訓學員通過傳感器裝置觀察雙方兵力部署和戰場情況，以便判斷敵情，果斷做出正確的軍事決策，提高學員在假想的情況下在信息處理或決策任務方面通過使用規劃、數據和過程來指導軍事行動的軍事指揮藝術。在VR 系統建立的“虛擬教室”， 學員扮演著一系列的戰場局中人，學員們在的操作控制臺前通過具有各種功能的按鈕、鍵盤、數據手套、鼠標器、頭盔及數據服等根據當時的作戰態勢進行指揮決策模擬、智能分析模擬及戰場環境模擬。

將虛擬實驗功能引進軍校課堂，在講解理論的同時，利用建模軟件同步模擬戰場動態、三維環境，使人產生身臨其境之感，顯示武器操作過程及對抗結果，復雜戰場態勢可視化讓軍事指揮學員更有效地制定任務計劃和演練，評估行動路線，保持對戰場態勢的認知，有助于從虛擬武器及戰場順利地過渡到真實武器與戰場，最大限度地營造逼真的戰場景況，模擬未來戰爭的各種可能情況，使得軍事教學好教易學，可以因材施教，靈活安排訓練內容，從而提高教學效率，培養出適應未來戰爭需要的軍事指揮軍官。同時，作戰指揮學院及軍事指揮部門可以利用研討式VR和途徑式VR來促進軍事指揮人員對高技術局部戰爭的認識和理解，在教學中通過研究、分析、訓練，讓學員深刻認識現代戰爭。

四、結語

總之，“目前， 虛擬現實技術被看作是僅次于互聯網的改變世界未來的重要技術”[4]。使用虛擬技術軍校教員可以將戰爭實驗搬上屏幕，可以在“虛擬教室”中高度仿真地模擬戰場環境，具有直觀性和操作性，學員可以在計算機上完成軍事技能和軍事指揮藝術的學習和訓練，現學現用，這就避免了傳統教學模式中的理論學習與實戰的分離。而且學員在虛擬仿真情境中可以充分發揮自己的創造性，深刻認識現代戰爭，形成處理戰爭問題的能力并應用于實踐，得到及時地反饋，激發其主動思考，這極大的提高了學員的軍事謀略和軍事素養，虛擬現實技術還可以大大提高學員的學習效率，減少軍事裝備的損壞和消耗。若在日常的教學中恰當的運用虛擬現實軟件，能更為直觀的將結果展現出來，且教學形式比較靈活，可以提高學員的戰斗積極性，進而提高部隊戰斗力。隨著仿真技術在軍事教育中的逐漸引入，必將在軍事人才的培養中發揮更大的作用。

【參考文獻】

[1]安興，李剛，徐林偉，師穎.虛擬現實技術在美軍模擬訓練中的應用現狀及發展[J].電光與控制，2011，（10）.

[2]吳祥恩.虛擬現實技術在現代教育技術課程中的應用研究[J].中國電化教育，2011，（3）.

[3]王彪，鄒煜，張穎，林德群，侯國林.虛擬現實技術在軍事模擬訓練中的應用[J]. 工兵裝備研究，2007，（5）.

[4]苗壯，李凡長. 基于虛擬現實技術的教學改革研究[J].黑龍江教育，2007，（1、2）.