虛擬現(xiàn)實技術(shù)在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用與發(fā)展

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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