虛擬現(xiàn)實(shí)期末論文

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1、虛擬現(xiàn)實(shí)期末論文虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在軍事模擬屮的M用現(xiàn)狀與前景葛偉2008302660032虛擬現(xiàn)實(shí)在軍事模擬中的應(yīng)用，是外軍于20世紀(jì)90年代開始興起并逐步推廣的一種新的現(xiàn)代模擬訓(xùn)練方式，它是綜合運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在視覺、聽覺、觸覺等方面為受訓(xùn)者生成一個(gè)極為逼真的未來戰(zhàn)爭虛擬環(huán)境，使受訓(xùn)者最大限度地得到近似實(shí)戰(zhàn)化的訓(xùn)練［1］。虛擬戰(zhàn)場環(huán)境采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)使受訓(xùn)者在視覺和聽覺上真實(shí)體驗(yàn)戰(zhàn)場環(huán)境、熟悉將作戰(zhàn)區(qū)域的環(huán)境特征。用戶通過必要的設(shè)備對與虛擬環(huán)境中的對象進(jìn)行交互作用、相互影響，從而產(chǎn)生“沉浸”于等同真實(shí)環(huán)境的感受和體驗(yàn)。虛擬戰(zhàn)場環(huán)境的實(shí)現(xiàn)方法可通過相應(yīng)的三維

2、戰(zhàn)場環(huán)境圖形圖像庫，包括作戰(zhàn)背景、戰(zhàn)地場景、各種武器裝備和作戰(zhàn)人員等。通過背景生成與圖像合成創(chuàng)造--種險(xiǎn)象環(huán)生、兒近真實(shí)的立體戰(zhàn)場環(huán)境。使演練者“真正”進(jìn)入形象逼真的戰(zhàn)場。從而可以增強(qiáng)受訓(xùn)者的臨場感覺，大大提高訓(xùn)練質(zhì)量。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在軍事模擬中的運(yùn)川主要體現(xiàn)在以下方面：虛擬戰(zhàn)爭壞境，單兵模擬訓(xùn)練，近戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練，多兵種聯(lián)合演習(xí)以及武器裝備研制的模擬。虛擬戰(zhàn)爭環(huán)境，即通過和應(yīng)的三維戰(zhàn)場環(huán)境圖形圖像庫，包括作戰(zhàn)背景、戰(zhàn)地場景、各種武器裝備和作戰(zhàn)人員等，為使用者創(chuàng)造一種險(xiǎn)象環(huán)生、幾近真實(shí)的立體戰(zhàn)場環(huán)境，以增強(qiáng)其臨場感覺，提高訓(xùn)練質(zhì)量⑵。單-兵模擬訓(xùn)練，即讓士兵穿上

3、數(shù)據(jù)服，戴上頭盔顯示器和數(shù)據(jù)手套，通過操作傳感裝置選擇不同的戰(zhàn)場背景，輸入不同的處置方案，體驗(yàn)不同的作戰(zhàn)效果，進(jìn)而像參加實(shí)戰(zhàn)一樣，鍛煉和提高技戰(zhàn)術(shù)水平、快速反應(yīng)能力和心理承受力。與常規(guī)的訓(xùn)練方式相比較，虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練具有環(huán)境逼真,“身臨其境”感強(qiáng)、場景多變,訓(xùn)練針對性強(qiáng)利安全經(jīng)濟(jì)，可控制性強(qiáng)等特點(diǎn)。如美空軍用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研制的飛行訓(xùn)練模擬器，能產(chǎn)生視覺控制，能處理三維實(shí)時(shí)交互圖形，且有圖形以外的聲音和觸感，不但能以正常方式操縱和控制飛行器，還能處理虛擬現(xiàn)實(shí)中飛機(jī)以外的各種情況，如氣球的威脅、導(dǎo)彈的發(fā)射軌跡等。近戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練，近戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)把在地理上分散的各個(gè)

4、學(xué)校、戰(zhàn)術(shù)分隊(duì)的多個(gè)訓(xùn)練模擬器和仿真器連接起來，以當(dāng)前的武器系統(tǒng)、配置、戰(zhàn)術(shù)和原則為基礎(chǔ)，把陸軍的近戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)、空軍的合成戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)、防空合成戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)、野戰(zhàn)炮兵合成戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)、工程兵合成戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)，通過局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)連接起來［3］。這樣的虛擬作戰(zhàn)壞境，可以使眾多軍事單位參與到作戰(zhàn)模擬之屮，而不受地域的限制，具有動(dòng)態(tài)分布交互作用；可以進(jìn)行戰(zhàn)役理論和作戰(zhàn)計(jì)劃的檢驗(yàn)，并預(yù)測軍事行動(dòng)和作戰(zhàn)計(jì)劃的效果；可以評估武器系統(tǒng)的總體性能，啟發(fā)新的作戰(zhàn)思想。多兵種聯(lián)合演習(xí)，建立一個(gè)“虛擬戰(zhàn)場”，使參戰(zhàn)雙方同處其中，根據(jù)虛擬環(huán)境中的各種情況及其變化，實(shí)施“真實(shí)的”

5、對抗演習(xí)。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，根據(jù)偵察情況資料合成出戰(zhàn)場全景圖，讓受訓(xùn)指揮員通過傳感裝置觀察雙方兵力部署和戰(zhàn)場情況，以便判斷敵情。在這樣的虛擬作戰(zhàn)環(huán)境中，町以使眾多軍事單位參與到作戰(zhàn)模擬來中，而-冃不受地域的限制，對以人人提高戰(zhàn)役訓(xùn)練的效益;還對以評估武器系統(tǒng)的總體性能，啟發(fā)新的作戰(zhàn)思想。虛擬軍事演習(xí)系統(tǒng)可以任意增加聯(lián)合演習(xí)的次數(shù)，這樣便于作戰(zhàn)方案與理論的研究。傳統(tǒng)的實(shí)兵演習(xí)周期長、耗費(fèi)人，如果借助虛擬軍事演習(xí)系統(tǒng)進(jìn)行訓(xùn)練，就對以較小的代價(jià)、較短的時(shí)間實(shí)施大規(guī)模戰(zhàn)區(qū)、戰(zhàn)略級演習(xí)，并可通過多次演習(xí)或一次演習(xí)多種方案，發(fā)現(xiàn)、解決實(shí)戰(zhàn)中可能出現(xiàn)的問題。武器裝備研制

6、的模擬，在武器裝備研制的過程中，廣泛采用VR技術(shù)可以使設(shè)讓研發(fā)人員在研制出真實(shí)系統(tǒng)之前，先設(shè)計(jì)一個(gè)虛擬武器系統(tǒng)，對其進(jìn)行先期的虛擬實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)未來戰(zhàn)爭的特點(diǎn)和各種作戰(zhàn)設(shè)想，設(shè)置多種典型戰(zhàn)場壞境、作戰(zhàn)背景進(jìn)行反復(fù)驗(yàn)證評估;還可以讓研制者和用戶同時(shí)進(jìn)入虛擬的作戰(zhàn)環(huán)境屮操作虛擬的武器系統(tǒng)，充分利用系統(tǒng)提供的各種虛擬環(huán)境，檢驗(yàn)武器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案和戰(zhàn)技術(shù)性能指標(biāo)及其操作的合理性。這樣不僅可以人人縮短武器系統(tǒng)的研制周期，節(jié)省大量的研制經(jīng)費(fèi),并能對武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能進(jìn)行合理評估，從而使武器的性能指標(biāo)更接近實(shí)戰(zhàn)要求。虛擬現(xiàn)實(shí)在軍事模擬上有很多的運(yùn)用，因此其前景也很可觀。卜

7、-而主要從國內(nèi)和國外兩個(gè)視角研究虛擬現(xiàn)實(shí)在軍事上的前景。美國VR研究技術(shù)走在國際前列。上個(gè)世紀(jì)八十年代美軍在加利福尼亞FortIrwin建立了國家培訓(xùn)中心,應(yīng)用戰(zhàn)術(shù)演習(xí)仿真系統(tǒng)TES(TacticalEngage：meritSimulationsystem)對士兵進(jìn)行培訓(xùn)。這個(gè)做法很快就被英、徳、法、瑞士等國軍隊(duì)采納并裝備類似的系統(tǒng)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是從用于駕駛員訓(xùn)練的軍事模擬器發(fā)展起來的。最早的分布式虛擬戰(zhàn)場壞境則是1983年美國陸軍制定的SIMNET(SimulatorNetworking)研究計(jì)劃，其目的是把200多個(gè)虛擬系統(tǒng)模擬器聯(lián)網(wǎng)，組成一個(gè)實(shí)時(shí)的可

8、供多人共享的虛擬環(huán)境.主要用于模擬坦克、飛機(jī)、車輛等各種武器裝備。