虚拟现实技术在军事领域的应用与发展

张育军

摘 要：我国近几年在各个领域都取得了很大的发展，与此同时我们也面临着非常严峻的考验，我们立足于和平的解决问题与争端，但是我们必须做好一切可能发生的准备，只有强硬的军事为后盾才能更好的解决问题，对于敌对的势力才会更有震慑的威力，所以，我们应该加强军事领域的学习，文章主要针对虚拟现实交互军事训练进行的讨论，希望对大家有所帮助。

关键词：虚拟现实；交互；军事训练

我们不能忘记近代的百年史，对于中国来说是苦难的百年，使得我国在经济文化等各个领域面临着严峻的考验，我们深深的认识到军事对于一个国家的重要性，只有强大的军队作为我们的后盾才不会挨打，才不会被时代所抛弃。在军事领域我们近年来不断的加大科研力量的投入，目的就是大大的提升我国的国防力量。

1 概述

1.1 虚拟现实

虚拟现实就是现实的情况对于事物以及周边的环境进行详细的考察，针对于特殊的区域进行很好的记载描述，然后通过高科技的手段对于整个环境进行有效的模拟，这类虚拟的完成更多的借助于计算机软件系统，能够很好的对于各种的状态以及环境进行很好的描述，减少了因为人为引发的各种因素，对于现实展现的更加清晰。这类创造是我们计算机系统中固有的，如今很多的实验方面都起到了良好的效果，对于一些很难达到实验条件的工作能够提供器需要的条件，虚拟现实为我们如今的工作带来了很大的便利，也是未来我们发展的必然的趋势。

1.2 军事系统仿真

近几年国防事业的不断发展，更多的高端技术被融入到了今天的军事理论与军事实际的工作中，在我们组织练兵时，涉及方面很广。第一，如今科技战，实弹的训练要有很高的投入，近几年各国的经费都处于下调的时期，这样实战就变得非常的困难；第二，进行大规模的实战训练我们需要较大的场地，即使在戈壁沙漠也都会造成极大的影响，影响当地居民的正常生活和造成环境的污染。面对这样的形势，我们应该既要不影响到这两方面，与此同时又能够使得我们的部队达到良好的练兵效果，在这样的形势下我们进行改革创新研发虚拟仿真对抗，能够很好地融入高科技的手段，分析的过程也更加的合理准确，这类模拟系统更多的运用电脑软件系统来完成，通过对实战地具体情况进行分析很好地在系统中进行体现，更具实地的效果。

2 基于虚拟现实技术的军事系统仿真

2.1 系统软硬件组成

建立虚拟作战仿真系统的基本手段和目标是利用并集成高性能的计算机软硬件和先进的传感器，形成一个使参与者具有身临其境的沉浸感、良好的交互能力并能帮助和启发构思的信息环境。

要建立这样一个系统，需要以下硬件的支持：

（1）高性能计算机：其特点就是反应速率非常快，对于处理巨大的数据过程能够起到很好的效果，在我们的实际工作中地形以及里程等数据分析方面都是数据量很大的，这样能够使得工作变得更加的简洁。

（2）跟踪系统：针对的方向非常全面，对于人体的整个肢体语言，对于目标的反应更加得具体形象。

（3）触觉系统：提供力与压力的反馈，常用的设备是数据手套和力度反馈器等。

（4）图像生成和显示系统：产生视觉图像和立体显示，常用的设备是头盔式三维立体显示器、三维投影屏幕、立体眼镜、双目全方位监视器等。

（5）音频系统：提供立体声源并可判断空间位置，主要设备为立体声耳机和音响。

在软件方面，主要是能产生虚拟环境的工具包和集成开发环境，要求具备的功能主要是：（1）能接受外部输入信息，完成人机交互；（2）能建立几何模型的CAD工具；（3）能渲染生成立体的显示图像；（4）能生成和管理大型数据库（如几何模型数据库、模型行为数据库、地形数据库等）。

2.2 关键技术

基于虚拟现实军事仿真中的关键技术主要有：

2.2.1 环境建模技术

虚拟环境的建立是虚拟现实技术的核心内容，环境建模的目的是获取实际环境的三维数据，并根据应用的需要，利用获取的三维数据建立相应的虚拟环境模型。

2.2.2 立体声合成和立体显示技术

在虚拟现实系统中，如何消除声音的方向与用户头部运动的相关性已成为声学专家们研究的热点。同时，虽然三维图形和立体图形生成技术已经较为成熟，但复杂场景的实时显示一直是计算机图形学的重要研究内容。

2.2.3 触觉反馈技术

在虚拟现实系统中，产生身临其境效果的关键因素之一是让用户能够直接操作虚拟物体并感觉到虚拟物体的反作用力。然而研究力学反馈装置是相当困难的，如何解决现有高精度装置的高成本和大重量是一个需要进一步研究的问题。

3 军事应用现状

近年来，基于虚拟现实技术的模拟训练系统开始受到各国军方的青睐，目前虚拟现实技术在军事领域的应用主要有以下几个方面。

3.1 军事教育

在虚拟的军事教育实际教学中有着非常重要的意义，我们在正式的训练中会有很多的环境限制，对于整体的军力不能进行很好地释放，军队的真实水平得不到真实的评价，这也是我国军队近几年对于自身真实的水平得不到很好地判断的主要原因，虚拟教学能够很好地把我们所有的知识运用到其中，并且排出了很多人为因素。虚拟教学是我们未来军事教学发展的必然方向。

3.2 军事训练

利用虚拟现实技术进行军事训练，按照训练的内容及复杂程度，主要分为以下几种：

3.2.1 虚拟战场环境

我们进行作战最为主要的因素就是环境，在我们实际的环境中虚拟教学这一点一定要做足，敌我双方的整体装备，以及人员的配置一定要做的形象逼真，战场的地形以及环境方面一定要做的更加详细，这样我们对于战场的感觉才会更加的逼真。

3.2.2 单兵模拟训练

其包括虚拟战场环境下的作战训练和虚拟武器装备操作训练。前者是利用虚拟战场环境，士兵穿戴的一身都会有机器敏感的传导系统，就不同的地理环境，我们的士兵会及时的调整自己的作战情况，制定行军以及进行任务完成的方案，能够大大的提升我们官兵在战场上随机应对的能力，尤其能够使得大家的心理承受能力慢慢的增强。虚拟武器装备操作训练是在虚拟武器装备环境中进行的，这类训练对于整体的设备在模拟的系统中进行灵活的运用对于我们单兵真实的能力是很好的检验，尤其对于我们真实状态下对于武器的掌握情况是很好的检验。

3.2.3 近战战术训练

近战战术训练系统把在地理上分散的各个学校、战术分队的多个训练模拟器和仿真器连接起来，以当前的武器系统、配置、战术和原则为基础，把陆军的近战战术训练系统、空军的合成战术训练系统、防空合成战术训练系统、野战炮兵合成战术联合起来，实施诸军兵种联合演习。建立“虚拟战场”，实施“真实的”对抗演习。

3.2.4 指挥员训练

一场战争的胜败关键就在于指挥官在各方面的运用能力，我们虚拟现实技术将这一点很好的融入到了系统中，我们对于整体的地形，周边的情况进行三维有效地处理，通过多方位的信息传递使得我们的指挥官能够更好的体验身临其境的感觉，能够很好的锻炼指挥官的心理状态，以及对于作战基础知识的培训。

3.3 作战行动优化与效能评估

我们整个的训练过程中都很好的借助先进的科学技术手段为依据，我们进行军事训练的每一步都在系统的严密监视下进行的，任何问题的细节处理以及当时的占地情况在我们的系统资料库中都有非常好的体现。我们对于各级单位以及每一个兵种，每一个单兵都能够进行最为清晰地评价，对于后期的评估工作变得非常的简单。

3.4 武器装备的研制与开发

在武器系统的研制与开发方面，虚拟现实技术可发挥多种作用，一方面可作为武器装备体系顶层设计的技术手段，另一方面，可以避免武器装备在实际研制、生产和部署各阶段由于决策失误造成的资金浪费，缩短研制周期。

4 虚拟现实技术在军事领域的应用发展趋势

我们虚拟现实科技军事已经有了较长的发展史，在初期人们主要作用于技术方面的训练，慢慢的人们发现对于指挥官的锻炼能力也是很大的提升，这样就把两者进行了很好地有机的结合，大大的提升了训练的目的。未来科技的发展会越来越快，我们在军事领域的武器装备以及威力方面都会有极大的提升，实际的对抗会产生更大的困难，我们的虚拟对抗系统会面临这样的新形势，用途就会更加的被扩大化，我们只有提升我们虚拟平台的技术水准来不断的满足当前的形式，我们对于其发展做了以下几点的总结：

（1）虚拟环境更加真实。未来的虚拟作战仿真环境将更加贴近实战，对于战场上的所有物体的物理特征、行为特征描述将更加真实。

（2）应用范围更加广泛。随着人们研究不断地深入，虚拟环境越来越多的融入了先进的科学技术，不断地加大软件与硬件的开发，我们知道在军备竞争激烈的今天模拟训练作战的课题已经成为了未来的大趋势，我们实际工作中的每一个角落也多充满了现代化的高科技运用。

（3）作战行动更加复杂。就目前的发展形势来看，已经摆脱了单一兵种作战的形式，转变为多兵种作战，海陆空协同的趋势，对于我们的虚拟系统是一个严峻的考验。我们在自身的模拟系统中更多的融入软件的开发，使得适应当前军事领域的需要，更好的促进国防事业的发展。

（4）创新战法更加有效。虚拟现实环境的分步性、交互性和虚拟性，有利于学员熟练掌握新装备的施训和掌握新训法，反复研讨新战法，对未来战场可能出现的情况作出提前的判断与预演。

5 结束语

通过上文的介绍，对于当前军事领域的发展我们有了进一步的了解，未来的战争将更多的融入到科学技术的理念，我们在平时练兵的过程中，深深地体会到了这一点，使得我们在实际的训练中更多的融入先进的科学理念，为了更进一步的提升我们军事领域的素养进行了虚拟现实技术的应用，已经取得了良好的效果，我相信在未来的发展中一定会有更大的发展前景。

参考文献

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[2]李丽荣，陆宇平，王彦民.虚拟现实技术在军事上的应用[J].飞机设计，2005.

[3]邹湘军，孙健，等.虚拟现实技术的演变发展与展望[J].系统仿真学报，2004.