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虚拟现实技术是指“利用计算机技术生成一个逼真的、具有视、听、触、味等多种感知的虚拟环境,用户可以通过其自然技能,使用各种传感设备同虚拟环境中的实体相互作用的一种技术”。它不同于传统的模拟技术,其主要特征是操作者能够进入一个由计算机生成的三维虚拟环境中,并能与之进行交流、进行相互作用。利用虚拟现实技术进行军事训练,训练者不是被动地观察计算机图表或与实际景物有一定差距的图像,而是处在一个虚拟的、十分逼真的三维世界里,在视、声、触等多种感觉的作用下,犹如“身临其境”般地投入到“真实”的战场之中。它为研究战争中的作战指挥和训练提供了科学方法,使研究的进程更加逼真,更加贴近实战,研究的效果更加可信,从而有利于指挥艺术和作战技能的提高。为此,虚拟现实技术被公认为是21世纪的“主要训练方式”。
虚拟现实模拟系统一般由计算机、头盔显示器、数据服、数据手套、操纵杆等设备组成。头盔显示器是将演练者的眼睛及大脑与计算机创造的虚拟世界联通的装置,它具有双目显示和跟踪系统两个主要特征。双目显示(包括安装在眼睛前方的两个小电视屏幕)用体视法生成三维图像;跟踪系统测量演练者眼睛的注视方向及计算机创造的场景所处的位置。借助头盔显示,演练者可以“漫游”计算机所创造的虚拟王国,并对一些细节进行仔细的观察。布满了传感器的数据手套是连接演练者双手和虚拟世界的装置,传感器随时测定手部的位置和运动轨迹,并把手部的运动数据反馈到计算机,经处理后,演练者便可看到手运动后产生在虚拟世界中的一切效果。数据服的原理同数据手套相似,整套服装上缀满了传感器,演练者的动作经传感器在屏幕上显示出来,操纵杆是演练者与虚拟世界进行交流并相互作用和协调的操作装置。目前,虚拟现实技术在军事上的应用主要有:
1.虚拟现实战 目前外军正在进行“虚拟现实战”的研究,其核心是利用虚拟现实技术模拟战场环境和部队行动,然后通过相应的三维战场环境图形图像库,为使用者创造一种能使其“浸没”其中的、近乎真实的立体环境,以提高使用者的临场感觉。并可模拟已方部队胜利推进、敌方部队溃逃的景象,或是敌我双方激烈交战的场面,还可以是敌方指挥官的决心方案等。在战时,如能适时地将这些虚拟的信息“植入”敌方的指挥控制系统中,就可能造成敌方指挥控制系统的混乱,迫使其改变原先已定的计划,打乱敌军的既定部署。
2、单兵模拟训练 单个军人戴上头盔显示器,穿上数据服,戴上数据手套,通过操纵装置选择不同的战场背景,输入不同的处置方案,就可以掌握输入后不同的战场结果、单兵的技术战术能力、快速反应能力和心理承受能力等。如利用飞行模拟器进行飞行训练,不但可以使受训人员“进入”虚拟的三维环境中进行操作练习,提高技能,而且可以帮助飞行员学会如何掌握更多的“战场”信息,作出判断,制定决策,以提高其实战能力。
3、模拟诸军兵种联合训练 只要建立一个供多军兵种合成指挥训练用的分布式“虚拟教室”,就可使各参与者同处在一个虚拟的战场环境之中,各军兵种均可发挥各自的特长,同时参与演练。如在陆军作战训练中,装甲兵、机械化步兵、各种武装飞机以及野战集团军防空发射阵地等进入虚拟现实系统后,可以让使用者在高度逼真的虚拟环境中参加相互对抗的军事演习。
4、模拟指挥决策 利用虚拟现实技术,将各种侦察传感设备所获得的资料,合成出整个战场的全景图,然后俯视战场上的敌我兵力部署和战场情况,更确切地了解敌情和敌人意图,更准确地判断战场态势,进行反复推演,使己方适时地定下正确的决策,争取赢得战争的主动权。
(特约编辑/潘星星)
虚拟现实模拟系统一般由计算机、头盔显示器、数据服、数据手套、操纵杆等设备组成。头盔显示器是将演练者的眼睛及大脑与计算机创造的虚拟世界联通的装置,它具有双目显示和跟踪系统两个主要特征。双目显示(包括安装在眼睛前方的两个小电视屏幕)用体视法生成三维图像;跟踪系统测量演练者眼睛的注视方向及计算机创造的场景所处的位置。借助头盔显示,演练者可以“漫游”计算机所创造的虚拟王国,并对一些细节进行仔细的观察。布满了传感器的数据手套是连接演练者双手和虚拟世界的装置,传感器随时测定手部的位置和运动轨迹,并把手部的运动数据反馈到计算机,经处理后,演练者便可看到手运动后产生在虚拟世界中的一切效果。数据服的原理同数据手套相似,整套服装上缀满了传感器,演练者的动作经传感器在屏幕上显示出来,操纵杆是演练者与虚拟世界进行交流并相互作用和协调的操作装置。目前,虚拟现实技术在军事上的应用主要有:
1.虚拟现实战 目前外军正在进行“虚拟现实战”的研究,其核心是利用虚拟现实技术模拟战场环境和部队行动,然后通过相应的三维战场环境图形图像库,为使用者创造一种能使其“浸没”其中的、近乎真实的立体环境,以提高使用者的临场感觉。并可模拟已方部队胜利推进、敌方部队溃逃的景象,或是敌我双方激烈交战的场面,还可以是敌方指挥官的决心方案等。在战时,如能适时地将这些虚拟的信息“植入”敌方的指挥控制系统中,就可能造成敌方指挥控制系统的混乱,迫使其改变原先已定的计划,打乱敌军的既定部署。
2、单兵模拟训练 单个军人戴上头盔显示器,穿上数据服,戴上数据手套,通过操纵装置选择不同的战场背景,输入不同的处置方案,就可以掌握输入后不同的战场结果、单兵的技术战术能力、快速反应能力和心理承受能力等。如利用飞行模拟器进行飞行训练,不但可以使受训人员“进入”虚拟的三维环境中进行操作练习,提高技能,而且可以帮助飞行员学会如何掌握更多的“战场”信息,作出判断,制定决策,以提高其实战能力。
3、模拟诸军兵种联合训练 只要建立一个供多军兵种合成指挥训练用的分布式“虚拟教室”,就可使各参与者同处在一个虚拟的战场环境之中,各军兵种均可发挥各自的特长,同时参与演练。如在陆军作战训练中,装甲兵、机械化步兵、各种武装飞机以及野战集团军防空发射阵地等进入虚拟现实系统后,可以让使用者在高度逼真的虚拟环境中参加相互对抗的军事演习。
4、模拟指挥决策 利用虚拟现实技术,将各种侦察传感设备所获得的资料,合成出整个战场的全景图,然后俯视战场上的敌我兵力部署和战场情况,更确切地了解敌情和敌人意图,更准确地判断战场态势,进行反复推演,使己方适时地定下正确的决策,争取赢得战争的主动权。
(特约编辑/潘星星)