虛擬現實技術在軍校教育中的應用分析

于東揚 文建

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，在軍校教育中虛擬現實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，避免傳統軍校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；軍校教育；應用

引言

隨著Internet/Intranet技術的迅速發展及不斷普及，計算機網絡在人們的工作、學習、生活中的地位越來越重要。在教育教學領域，多媒體網絡教學同樣得到了廣泛的應用。軍校教育，這個大學教育中特殊的教育群體，也同樣受到人們的關注。作為培養鞏固國防的高科技軍事人才，其教育方法不容忽視。但是經費和條件等諸多問題也常常制約著軍校學員的時間能力。而虛擬現實技術正是充分利用文本、圖形、動畫和聲音等多種多媒體表現形式，通過刺激學生的視覺、聽覺神經，調動學員的積極性。

1.虛擬現實技術介紹

1.1虛擬現實技術的概念

虛擬現實（Virtual Reality）技術，通過對計算機圖形學、多媒體技術、仿真技術、人工智能技術、計算機網絡技術、并行處理技術、多傳感器技術進行高度集成，并結合心理學、生理學和行為學實現人的三維感知，可以說虛擬現實技術是多媒體計算機發展的又一個新境界。虛擬現實技術，旨在通過模擬人的視覺、聽覺、觸覺等感官功能，創建一種適應人類感知的多為信息空間，使用戶能夠沉浸于計算機創造的虛擬世界中，并能夠通過各種感官渠道與虛擬環境進行實時交互。

1.2虛擬現實技術的特點

虛擬現實技術主要有三大特點，即沉浸感（Immersion）、交互性（Interaction）和構想性（Imagination）。

（1）沉浸感，主要是通過計算機建立與人類視覺相適應的三維模型，使得虛擬環境能夠與人的語言、動作、視覺、聽覺等相適應，并做出相應的反應，使用戶在使用的過程中能夠得到與實際事物、景物一致的感官效果。

（2）交互性，主要是指計算機通過對用戶的語言、頭部轉動、眼睛運動、手勢以及其他人運動進行識別，對用戶的輸出做出實時的響應，并及時反饋到用戶的相應感官，實現人機交互。

（3）構想性，是指建立的虛擬環境中的物體適應自然規律，遵循用戶及設計者的自然體驗，能夠增強用戶對虛擬環境的感知，增強虛擬環境的真實性。

1.3虛擬現實技術的應用情況

虛擬現實技術通過建立三維虛擬模型，使用戶通過輸入設備或相關輔助設備對實現對虛擬環境的真實感知。虛擬現實技術現已廣泛應用于醫學、航空、建筑設計、體能訓練、娛樂等各個方面。通過計算機技術和多媒體技術的結合，從昀大限度上滿足用戶的感官需求。用戶作為環境的參與者，實現與虛擬環境的實時交互。隨著多媒體教學的實施，虛擬現實技術也將廣泛應用于教育工作中。通過建立逼真的學習環境，實現學生與環境的互動。通過這種方式能夠提高學生的學習興趣，調動學生學習的積極性，尤其是對與軍校教育這種對學習環境有所要求的教育，虛擬現實技術的應用將更加重要。

2.虛擬現實技術在軍校教育中的應用

2.1VR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。“從發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。

2.2VR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。

結束語 ：

在豐富多彩的現實世界里，有些環境是人們難以身臨其境的，而虛擬現實卻能超越時間與空間、現實與抽象，將各種無法解除的環境再現于人們面前，為人類開辟了一個嶄新的天地，虛擬現實已經應用于軍事、教育、醫學、產品設計、科學可視化、訓練上等各個方面。隨著科技的高速發展，虛擬技術也將一定能再上臺階，在未來的戰場上得到更為廣泛的應用。

參考文獻：

[1]王晶，張秀山，王鋒等.虛擬現實技術在軍校教育中的應用研究[J].計算機與數字工程，2006，34（12）：97-100.

[2]夏嘉余.軍校教育中虛擬現實培訓法研究[J].時代教育（教育教學版），2012，（23）：141.