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应用解决方案
战场环境仿真是指运用仿真技术来描述战场环境。仿真( Simulation)是通过系统模型的实验来研究一个存在的或设计中的系统。计算机仿真(也称数学仿真)是指借助计算机,用系统的模型对真实系统或设计中的系统进行试验,以达到分析、研究与设计该系统的目的[3]。在这里,系统是指为了达到某种目的的一组具有特定功能、彼此相互联系的若干要素的有机整体。对一个系统的仿真涉及三个要素:系统、系统模型、计算机,而联系这三个要素的基本活动是:模型建立、仿真模型建立和仿真实验
信息技术对于人类活动各个领域的参与和渗透、包括对战争全过程的介入是摆在我们面前的一个现实而又紧迫的问题。

虚拟现实技术是利用计算机生成一种模拟环境(如飞机驾驶舱、操作现场等),通过多种传感设备使用户“投入”到该环境中,实现用户与该环境直接进行自然交互的技术。由于虚拟现实技术可以在很大程度上解决真实作战训练中的许多实际问题,例如,费用过高、危险、受真实环境的限制等,因此从一开始便倍受各国军方的青睐。目前在虚拟现实技术在军事领域的应用主要有以下几个方面:

一、虚拟战场环境

采用TessVR虚拟现实技术使受训者在视觉和听觉上真实体验战场环境、熟悉将作战区域的环境特征。用户通过必要的设备可与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响,从而产生“沉浸”于等同真实环境的感受和体验。

虚拟战场环境的实现方法可通过相应的三维战场环境图形图像库,包括作战背景、战地场景、各种武器装备和作战人员等。通过背景生成与图像合成创造一种险象环生、几近真实的立体战场环境。使演练者“真正”进入形象逼真的战场。从而可以增强受训者的临场感觉,大大提高训练质量。

二、单兵模拟训练与评判

在该应用系统中导调人员可设置不同的战场背景,给出不同的情况,而受训者则通过立体头盔、数据服、和数据手套或三维鼠标操作传感装置可做出或选择相应的战术动作,输入不同的处置方案,体验不同的作战效果,进而像参加实战一样,锻炼和提高技战术水平、快速反应能力和心理承受力。

与常规的训练方式相比较,虚拟现实训练具有环境逼真,“身临其境”感强、场景多变,训练针对性强和安全经济,可控制性强等特点。

如美空军用虚拟现实技术研制的飞行训练模拟器,能产生视觉控制,能处理三维实时交互图形,且有图形以外的声音和触感,不但能以正常方式操纵和控制飞行器,还能处理虚拟现实中飞机以外的各种情况,如气球的威胁、导弹的发射轨迹等。

三、诸军种联合虚拟演习

建立一个“虚拟战场”,使参战双方同处其中,根据虚拟环境中的各种情况及其变化,实施“真实的”对抗演习。在这样的虚拟作战环境中,可以使众多军事单位参与到作战模拟来中,而不受地域的限制,可大大提高了战役训练的效益;还可以评估武器系统的总体性能,启发新的作战思想。

虚拟军事演习系统可以任意增加联合演习的次数。这样便于作战方案与理论的研究。传统的实兵演习周期长、耗费大,如果借助虚拟军事演习系统进行训练,就可以较小的代价、较短的时间实施大规模战区、战略级演习,并可通过多次演习或一次演习多种方案,发现、解决实战中可能出现的问题。

四、进行指挥员训练

利用虚拟现实技术,根据侦察情况资料合成出战场全景图,让受训指挥员通过传感装置观察双方兵力部署和战场情况,以便判断敌情,定下正确决心。例如美国海军开发的“虚拟舰艇作战指挥中心”就能逼真地模拟与真的舰艇作战指挥中心几乎完全相似的环境,生动的视觉、听觉和触觉效果,使受训军官沉浸于“真实的”战场之中。虚拟现实技术可以使相距几千公里的士兵与作战指挥人员在网络上进行对抗作战演习和训练,效果如同在真实的战场上一样。

美国军队曾经使用过许多作战模拟系统来培训军事人员,并取得了显著的效果。目前,美军更进一步采取措施,通过设置“军官虚拟现实教程”来强化人员培训。从训练效果的角度讲,这种“军官虚拟现实教程”大大超过以往陆军联合训练中心所实施的作战模拟训练和实战演习的方法。仅需5个月左右就能培训出既具备战术专家素质,又能直接观察与分析战场态势,并能指挥与控制所属部队进行作战的军官。

综上所述,将虚拟现实应用于军事领域,符合减少人员、物资的损耗,提高军事训练效费比的现实需求与发展方向。今后的应用将会越来越广泛,发挥的作用也将会越来越大。

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