淺析VR技術在軍事地形學教學中的應用

李云

【摘 要】近年來，隨著VR技術的不斷發展完善，其應用也不斷向教育領域延伸。文章在分析VR技術特點、作用的基礎上，探索了VR技術在軍事地形學教學中的功能應用。

【關鍵詞】VR技術；軍事地形學；教學

【中圖分類號】G42 【文獻標識碼】A

【文章編號】2095-3089（2019）10-0222-01

隨著科學技術的不斷發展，科技產品不僅給人們生活帶來了便利，同時也給教育事業帶來了極大的變化，VR技術的核心內容就是幫助人們創建可以進行溝通互動的虛擬世界，將其應用于現代教學，有利于提高學員學習興趣，提高學習訓練效果。

一、VR技術的概念和特點

VR技術，即虛擬現實技術，是在虛擬的環境里體驗現實世界。它是在計算機技術基礎上，用傳感器技術、圖像技術以及全媒體技術，人機接口、仿真技術建立的新技術。VR技術具備以下特點：

一是人性化。VR技術能借助計算機、多媒體設備等打造一個類似真實的環境，并將這一環境中的相關信息傳達給使用者，之后再借助利用傳感器等設備實現有效的人機交互，這一人機交互系統具有智能化的特征，能夠準確把握使用者內心的真實想法，并通過虛擬環境來滿足用戶的內心需求。

二是交互性。借助VR技術，使用者不但能得到所需的圖片、數據等知識內容，同時還能模擬真實環境中各種輸入、輸出設備進行交流互動，以更好地滿足用戶的多樣化需求。

三是新穎性。在利用VR技術模擬的真實環境中，使用者不僅能把握最新、最全面的系統知識還能對知識學習的內涵進行深入化、多角度理解，從而引發其產生新的想法。

二、VR技術的軍事地形學教學中的作用

1.打破條件限制，提高學習效率。

利用VR技術進行教學可以突破現實條件的限制，打破時間空間方面的制約，最大程度上創造出教學所需要的現場環境；可以克服不良天氣對現地教學帶來的影響，全天候全時域地進行教學；可以克服現地場地容量限制，最大限度地減少學員多人同時作業時互相之間的影響；可以通過系統模擬出各類危險情況進行訓練，增強學員應對復雜條件下作業的能力。

2.增強學習興趣，優化學習效果。

VR技術可借助各種各樣的媒體作為介質，實現人機交互溝通，從而增強知識的可視化與可感知性，讓學員更加全面、深入地了解整個學習訓練流程。這樣的教學形式不僅手段更加多樣、內容更加新穎，可讓學員的注意力集中在課堂上，同時還能調動學員的學習興趣，讓其在一個更加愉悅、放松的環境中進行學習，進一步提升學習效果。

3.不斷開拓思維，提高想象能力。

在教學過程中，學員可以使用VR技術打破空間限制，將自己的創意通過虛擬環境進行展示，并且在這一過程中還可以對其進行不斷的修改，從而促進自身思維能力的開發，并且還可以提高自己的想象能力，進而對于教學內容有一個更加深刻的認識。

4.多維互動教學，提高教學質量。

VR技術的教學過程中，可以讓學員在虛擬環境中進行學習，與此同時，學員還可以通過虛擬環境進行溝通與交流，使學員可以全身心投入教學中，并且在此過程中進行探討、研究，從而大大提高教學質量。

三、VR技術在軍事地形學教學中的應用分析

1.系統設計基本原則。

一是先進性。系統在結構設計上需要能夠體現當今VR技術發展的主流，配置要靈活多樣，能夠實現可擴展性、兼容性等技術方面的需求，并能提供可以緊跟技術發展前沿的虛擬現實構建系統。

二是可拓展性。運用于教學的系統應當具有可擴展性，能隨著前沿技術的不斷發展和教學需求對系統本身進行更新和優化。

三是安全性。系統在設計過程中，應注重信息保密。因為系統在日常使用維護過程中，很大程度上需要進行網絡資源信息共享，因而需要極為注意對信息安全的保護。

2.系統功能需求分析。

一是要有模擬現地地形環境庫。系統能實現通過已有素材庫創建模擬現地地形，通過使用真實現地圖片作為基礎環境，拍攝真實地形和結合3D建模方法達到模擬現地地形，以建立更具有真實感的虛擬環境。系統能夠顯示不同地形特點的地貌、地物分布情況；能夠模擬不同季節設置現場溫度、天氣環境，完成在不同天候環境下的現地模擬教學；能夠提供近似實戰的音響、煙霧和爆炸效果，實現在模擬實戰環境下的現地訓練。

二是有地圖數據處理顯示功能。系統能夠數據質量檢查，矢量柵格數據的相互轉換；幾何計算及查詢、圖形編輯、線狀要素處理、圖形裁剪與合并、圖幅幾何接邊、圖層疊加、投影變換、坐標變換、三維處理等；建立分塊索引、多尺度關聯。系統能以顏色、亮度、紋理、線性、符號、文字注記等形式，將地圖數據轉換成可被人的視覺感知的計算機二維或三維圖形圖像。

三是要有圖上作業常用工具箱。現地使用地形圖過程中需要的工具很多，系統應提供更為便捷、高效、精確的所有圖上量算作業的工具。如在圖上能夠量取點位的精確直角坐標和地理坐標、判讀高程、判定起伏、量算水平距離和實地距離、量算方位、面積、坡度等信息。

四是要能夠實現電子地圖導航功能。系統能夠對移動載體進行定位，并在電子地圖實時標定當前位置；具有全天候、全時域工作特點，能顯示周邊區域的地理信息，同時完成路線規劃、路線引導、地圖匹配、信息查詢等，實現電子導航。

3.系統應用把握的問題。

一是真實創建虛擬環境模型。幾何模型是構建虛擬環境的首要任務，它的好壞直接影響虛擬環境的真實感。系統不僅要求所顯示的對象模型在外形上與真實對象相似，而且要求的形態、光照、質感等方面都十分逼真。為此，應開發運用最新技術，提高虛擬環境的真實感。

二是提高使用人員的技術性操作要求。VR技術目前沒有普遍市場化，絕大多數人沒有接觸過虛擬現實設備。如果采用VR技術進行教學訓練，教員就必須首先學會并教授學員如何使用設備，這對使用者的技術提出了一定要求。而且由于設備較為昂貴，后期的操作就必須規范防止誤操作導致不必要的損壞。

三是克服長期佩戴使用產生的眩暈和不適。目前，常見的虛擬現實設備主要由頭盔顯示器、數據手套、語音識別器和跟蹤器構成。如果長期佩戴使用將會產生眩暈感和身體不適，這是由于眼睛感受到的畫面和身體感受到的運動不協調及長時間集中精力觀察導致的，這也是目前VR技術普遍存在的問題。為此，在使用之前可進行一些輔助訓練來克服由于長時間佩戴產生的眩暈，同時不斷改進系統，提升系統使用的舒適性。

參考文獻

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