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《虛擬現(xiàn)實技術(shù)在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用與發(fā)展》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用與發(fā)展 摘要:目前,虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在各個領(lǐng)域,在軍事領(lǐng)域已成為建設(shè)未來國防系統(tǒng)的重要手段,不僅可以提高軍人的訓(xùn)練水平和作戰(zhàn)能力,還能夠節(jié)省人力物力。本文介紹了虛擬現(xiàn)實的概念、特征,并從戰(zhàn)場環(huán)境、軍事訓(xùn)練、武器系統(tǒng)設(shè)計與評估三個方面總結(jié)了其在軍事上的應(yīng)用。最后,就虛擬現(xiàn)實發(fā)展過程中出現(xiàn)的新的應(yīng)用方向進行了展望?! £P(guān)鍵詞:虛擬現(xiàn)實;軍事訓(xùn)練;武器系統(tǒng) 1.引言 在軍事領(lǐng)域中,軍事家們曾一直努力尋找一種能夠“預(yù)先實踐戰(zhàn)爭”的方法,以便能夠以較少的投資、最低的風(fēng)險而又逼近現(xiàn)代戰(zhàn)爭的方式,達到訓(xùn)練士兵、論證軍事理論、演示戰(zhàn)斗策略、
2、評估武器裝備的效果。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的出現(xiàn),解決了這一難題?;谔摂M現(xiàn)實技術(shù)的軍事仿真系統(tǒng)能以低廉的成本、逼真的效果最大程度地代替實戰(zhàn)訓(xùn)練,在提升軍隊?wèi)?zhàn)斗實力,節(jié)省經(jīng)費開支,縮短武器裝備研制周期等方面都發(fā)揮了重要的作用?! ?.虛擬現(xiàn)實技術(shù)概念 2.1基本特性 虛擬現(xiàn)實(Virtualreality,5VR)是一種綜合計算機圖形技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)、人機交互技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、立體顯示技術(shù)以及仿真技術(shù)等多種科學(xué)技術(shù)綜合發(fā)展起來的計算機領(lǐng)域的最新技術(shù),也是力學(xué)、數(shù)學(xué)、光學(xué)、機構(gòu)運動學(xué)等各種學(xué)科的綜合應(yīng)用。虛擬現(xiàn)實強調(diào)三個特性,即沉浸(Immersion)、交互(Int
3、eraction)、構(gòu)想(Imagination)?! ?.2關(guān)鍵技術(shù) 基于虛擬現(xiàn)實軍事仿真中的關(guān)鍵技術(shù)主要有: 2.2.1基本模型構(gòu)建技術(shù) 它是應(yīng)用計算機技術(shù)生成虛擬世界的基礎(chǔ),它將真實世界的物體在相應(yīng)的3D虛擬世界里重構(gòu),并根據(jù)系統(tǒng)物理需求保存部分物理屬性?! ?.2.2空間跟蹤技術(shù) 主要通過頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣等常用的交互設(shè)備上的空間傳感器,確定用戶的頭、手、軀體或其他操作物在3D虛擬環(huán)境中的位置和方向。 2.2.3聲音跟蹤技術(shù) 利用不同聲源的聲音到達某一特定地點的時間差、相位差、聲壓差等進行虛擬環(huán)境的跟蹤?! ?.2.4視覺跟蹤與視點感應(yīng)技術(shù)
4、 使用視頻攝像機到X-Y平面陣列、周圍光或者跟蹤光在圖像投影平面不同時刻和不同位置上的投影,計算被跟蹤對象的位置和方向?! ?軍事應(yīng)用現(xiàn)狀 目前虛擬現(xiàn)實技術(shù)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用主要有以下幾個方面: 3.1軍事教育5 在軍事教育領(lǐng)域,利用虛擬現(xiàn)實技術(shù),可以把實際教學(xué)內(nèi)容中難以實現(xiàn)的、費用昂貴的實驗過程、抽象概念、原理形象生動的表現(xiàn)出來,避免真實實驗或操作所帶來的各種危險,給學(xué)員創(chuàng)造真實的學(xué)習(xí)氛圍,從實質(zhì)上去把握概念原理,能為學(xué)員提供更深、更廣的教學(xué)內(nèi)容。 3.2軍事訓(xùn)練 利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行軍事訓(xùn)練,按照訓(xùn)練的內(nèi)容及復(fù)雜程度,主要分為以下幾種: 3.2.1虛擬戰(zhàn)
5、場環(huán)境 我們進行作戰(zhàn)最為主要的因素就是環(huán)境,在我們實際的環(huán)境中虛擬教學(xué)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(zhàn)場的地形以及環(huán)境方面一定要做的更加詳細,這樣我們對于戰(zhàn)場的感覺才會更加的逼真。 3.2.2單兵模擬訓(xùn)練 其包括虛擬戰(zhàn)場環(huán)境下的作戰(zhàn)訓(xùn)練和虛擬武器裝備操作訓(xùn)練。前者是利用虛擬戰(zhàn)場環(huán)境,士兵穿戴的一身都會有機器敏感的傳導(dǎo)系統(tǒng),就不同的地理環(huán)境,我們的士兵會及時的調(diào)整自己的作戰(zhàn)情況,制定行軍以及進行任務(wù)完成的方案,能夠大大的提升我們官兵在戰(zhàn)場上隨機應(yīng)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(xùn)練是在虛擬
6、武器裝備環(huán)境中進行的,這類訓(xùn)練對于整體的設(shè)備在模擬的系統(tǒng)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(tài)下對于武器的掌握情況是很好的檢驗?! ?.2.3多軍種聯(lián)合虛擬演習(xí) 利用分布式虛擬現(xiàn)實仿真環(huán)境,不同地點的受訓(xùn)者可以加入到同一個戰(zhàn)場環(huán)境,不同軍兵種進行合同訓(xùn)?! ?.2.4指揮決策模擬5 利用虛擬現(xiàn)實技術(shù),可以將整個戰(zhàn)場態(tài)勢呈現(xiàn)在指揮者面前,指揮者可根據(jù)敵我兵力和戰(zhàn)場情況,更確切地了解敵我情況,反復(fù)推演,合理處置。 3.3武器系統(tǒng)設(shè)計和評估 在武器系統(tǒng)方案探索與確定階段采用虛擬現(xiàn)實技術(shù),設(shè)計者可方便自如地介入系統(tǒng)建模和仿真實驗全過程,
7、讓開發(fā)者和用戶同時進入虛擬的作戰(zhàn)環(huán)境中操作武器系統(tǒng),檢驗武器系統(tǒng)的設(shè)計方案和戰(zhàn)技術(shù)性能指標(biāo)及其操作的合理性,縮短了武器系統(tǒng)的研制周期,并能對武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能進行合理評估,從而使武器的性能指標(biāo)更接近實戰(zhàn)要求。洛馬公司開發(fā)的協(xié)同真人臨境實驗室(CHIL)集成了動態(tài)跟蹤、虛擬現(xiàn)實等多項先進技術(shù),旨在提高太空系統(tǒng)開發(fā)的經(jīng)濟性和效率。該公司計劃把CHIL用于各種項目中,其中包括美國空軍的下一代全球定位系統(tǒng)GPSIII和NASA的獵戶座乘員探索飛行器?! ?虛擬現(xiàn)實技術(shù)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展趨勢 隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展,各學(xué)科的不斷滲透,虛擬現(xiàn)實