隨著現(xiàn)代高新科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)在世界各國的軍事領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，使軍事訓(xùn)練的內(nèi)容、方式、體制以及時空范疇發(fā)生了根本性的變革。以計(jì)算機(jī)為主體的數(shù)字化模擬技術(shù)已經(jīng)在作戰(zhàn)指揮、軍事訓(xùn)練、戰(zhàn)法研究等方面取得了革命性的成果，在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生的輕武器射擊模擬訓(xùn)練系統(tǒng)以其特有的科學(xué)性、經(jīng)濟(jì)性、真實(shí)性和安全性等諸多優(yōu)勢，引起世界各國軍警的高度重視，被視為信息時代提高軍警日常訓(xùn)練的自動化程度和射擊訓(xùn)練技巧的有效途徑。

優(yōu)點(diǎn)與不足并存

射擊模擬訓(xùn)練是一種物理模擬技術(shù)的應(yīng)用，主要是通過建立各種模型來模擬各類作戰(zhàn)行動及其效果，例如：模擬實(shí)車、實(shí)彈或?qū)崙?zhàn)環(huán)境，培養(yǎng)單兵、單車或小范圍作戰(zhàn)編組的作戰(zhàn)技能，使他們在真正走向?qū)嵄鴮?shí)彈演習(xí)前就已具備相當(dāng)?shù)摹皯?zhàn)斗力”，甚至可以通過模擬訓(xùn)練熟悉尚未裝備的武器系統(tǒng)，為未來戰(zhàn)爭作好準(zhǔn)備。

六大優(yōu)點(diǎn)

訓(xùn)練費(fèi)用大大減少 利用計(jì)算機(jī)模擬仿真來實(shí)施對不同人員的訓(xùn)練，可改善射擊訓(xùn)練條件，大大提高射擊訓(xùn)練效果，更主要的是可以減少對武器裝備的損耗以及彈藥的消耗，節(jié)省大量的訓(xùn)練費(fèi)用。1993年，美陸軍利用模擬訓(xùn)練的方式進(jìn)行了“露易斯安娜演習(xí)”，為制定下一代武器及人員編制計(jì)劃提供了有效的論證數(shù)據(jù)，僅此一項(xiàng)就節(jié)約經(jīng)費(fèi)20億美元，成效之大可見一斑。

訓(xùn)練時間和空間大大縮減 模擬訓(xùn)練比實(shí)際訓(xùn)練更容易組織，縮減了組織程序，可以大量縮短訓(xùn)練時間。此外，實(shí)際訓(xùn)練中的大空間占有現(xiàn)象在模擬訓(xùn)練中也不復(fù)存在，尤其是射擊訓(xùn)練，不再受射程等問題的限制，還可以擴(kuò)展各種武器系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。

戰(zhàn)斗場面更具真實(shí)感 由于與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有關(guān)的眼球跟蹤技術(shù)、高分辨率圖像生成與顯示技術(shù)、快速成像技術(shù)、高度真實(shí)感的聲音處測技術(shù)、通過接觸產(chǎn)生的人體肌肉反饋技術(shù)以及高速計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬的立體空間更加逼真、完善，使參訓(xùn)人員越來越近似于置身于真實(shí)的戰(zhàn)場環(huán)境。例如，在訓(xùn)練中完全可以實(shí)現(xiàn)真人影像對抗射擊，既實(shí)現(xiàn)了戰(zhàn)術(shù)與技術(shù)應(yīng)用的真實(shí)性，又消除了實(shí)際武器系統(tǒng)對參訓(xùn)人員可能造成的傷亡。

交互能力大大增強(qiáng) 仿真系統(tǒng)的交互是指通過計(jì)算機(jī)傳輸系統(tǒng)將通信手段與射擊仿真技術(shù)相結(jié)合，形成一個在時間和空間上相互耦合的虛擬實(shí)戰(zhàn)環(huán)境，使地域上分散在不同地點(diǎn)的新武器系統(tǒng)、作戰(zhàn)單位或個人，能夠同時在一個綜合仿真環(huán)境下進(jìn)行模擬作戰(zhàn)，并互相交流射擊感受，可更好地提高參訓(xùn)人員的射擊水平和臨戰(zhàn)應(yīng)變能力。

訓(xùn)練安全性大大提高 在模擬訓(xùn)練中的參訓(xùn)人員可能會“戰(zhàn)敗”、“受傷流血”，甚至“死亡”，但絕不是真正的流血和死亡，而是對戰(zhàn)場環(huán)境的一種模擬。正像一位軍事訓(xùn)練專家說的那樣：今天“死”在模擬戰(zhàn)場上，為的是明天在真正的戰(zhàn)場上好好地活著。

對環(huán)境的污染和破壞得以避免 環(huán)境保護(hù)已愈來愈受到世界各國的重視，而每次真槍實(shí)彈的演習(xí)對環(huán)境的污染和破壞都非常嚴(yán)重，這在模擬訓(xùn)練中則是完全可以避免的。

三點(diǎn)不足

隨著時代的進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，仿真技術(shù)越來越完善，模擬效果也越來越逼真。但盡管如此，模擬訓(xùn)練仍不能作為唯一的訓(xùn)練方式，因?yàn)橛性S多事物目前還難以或根本無法模擬。例如人的靈感，敵方指揮官隨機(jī)的作戰(zhàn)思想等；同時，模擬系統(tǒng)產(chǎn)生的視覺運(yùn)動信號和人的感覺之間存在差異，新手還易引起“頭痛、惡心、嘔吐、眩暈”等病癥；另外，目前模擬訓(xùn)練技術(shù)只能對直瞄武器系統(tǒng)的戰(zhàn)場效果復(fù)制，尚不能完全復(fù)制間瞄火力以及手榴彈、榴彈發(fā)射器等武器的戰(zhàn)場效果。因此，實(shí)況訓(xùn)練仍然是射擊訓(xùn)練的基礎(chǔ)。

兩種模擬訓(xùn)練方式比照

射擊仿真訓(xùn)練主要有以下兩種方式。

二維影像模擬仿真訓(xùn)練

信息戰(zhàn)時代，數(shù)字化戰(zhàn)場上的士兵必須具有快速反應(yīng)、收集地形信息、適應(yīng)各種作戰(zhàn)環(huán)境的作戰(zhàn)技能，而激光模擬仿真系統(tǒng)為數(shù)字化士兵提供了這個條件。激光射擊模擬仿真系統(tǒng)是一種利用激光具有亮度高、方向性好、顏色單純的特性，再輔以電子設(shè)備的模擬裝備。從表面上看，它類似于電子游戲，并且由于其與真實(shí)情況十分相近，因而可以使士兵完全沉浸其中，機(jī)動靈活地去處理戰(zhàn)場上出現(xiàn)的各種情況。通過訓(xùn)練，可以大大提高士兵的作戰(zhàn)技巧。

如國產(chǎn)的MX系列影像模擬射擊訓(xùn)練系統(tǒng)是一套基于微計(jì)算機(jī)技術(shù)，綜合運(yùn)用激光、圖像識別、數(shù)據(jù)處理等技術(shù)的靈活機(jī)動的多媒體模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，可訓(xùn)練學(xué)員在無傷亡的情況下熟練使用小口徑武器。學(xué)員們在該系統(tǒng)的多種仿真環(huán)境下進(jìn)行反復(fù)訓(xùn)練后，可提高自身反應(yīng)速度、提高射擊準(zhǔn)確率，并且訓(xùn)練正確的使用武器的方法。

該系列系統(tǒng)中的MX－3、MX－4和MX－5型是專為公安機(jī)關(guān)警察及武裝部隊(duì)進(jìn)行射擊訓(xùn)練開發(fā)的新一代專業(yè)智能模擬演練系統(tǒng)。其具有激光射擊模擬訓(xùn)練和實(shí)彈射擊雙重訓(xùn)練功能，其中激光射擊模擬訓(xùn)練的目的是使受訓(xùn)者獲得接近實(shí)彈射擊的訓(xùn)練效果，而實(shí)彈射擊訓(xùn)練的目的是使得受訓(xùn)者在突發(fā)事件的環(huán)境下體驗(yàn)實(shí)彈射擊的膽魄。其激光射擊模擬可以逼真地模擬實(shí)彈射擊的彈著點(diǎn)及聲效，而且還能將“彈道”顯示、中靶環(huán)數(shù)和成績統(tǒng)計(jì)自動生成檔案，永久保存，需要時還可隨時調(diào)出查詢、打印，從曲線圖查看分析訓(xùn)練成績、彈著點(diǎn)分布圖等等。該系統(tǒng)還可以使用多種靶型，包括真人模擬靶，都可以對命中情況進(jìn)行識別，徹底擺脫了“投影式”或“屏顯式”射擊模擬系統(tǒng)環(huán)境仿真度不高、投資大的問題，使訓(xùn)練更接近真實(shí)。經(jīng)測試證明：即使是從沒有打過槍的人，經(jīng)過在該系統(tǒng)上訓(xùn)練一段時間后，射擊水平也會大大提高，而同樣的效果如果完全用實(shí)彈來練習(xí)，所耗費(fèi)的人力物力難以想象。

MX訓(xùn)練系統(tǒng)主要由以下幾個分系統(tǒng)(子系統(tǒng))構(gòu)成：總控臺；計(jì)算機(jī)處理、數(shù)據(jù)存儲及成績統(tǒng)計(jì)子系統(tǒng)；圖形／圖像子系統(tǒng)；圖像識別子系統(tǒng)；仿真音響子系統(tǒng)；激光模擬武器以及激光／實(shí)彈射擊屏。

當(dāng)進(jìn)行激光模擬射擊時，由總控臺主計(jì)算機(jī)將射擊訓(xùn)練科目的影像和聲音信號傳送給圖形(圖像)子系統(tǒng)和仿真音響子系統(tǒng)，投放到激光射擊屏上，此時參訓(xùn)人員可以根據(jù)畫面自行判斷是否射擊，如需射擊，即可扣動扳機(jī)。激光模擬武器發(fā)射出激光，在激光射擊屏上呈現(xiàn)光斑。此時圖像識別子系統(tǒng)(攝像投影一體機(jī))采集光斑，由圖像識別軟件進(jìn)行解算、計(jì)算出光斑的坐標(biāo)，再將此數(shù)據(jù)傳輸給主計(jì)算機(jī)，判別彈著點(diǎn)是否在有效區(qū)域，從而判斷是否擊中目標(biāo)，如果擊中，計(jì)算機(jī)會發(fā)出指令，被擊中的人員影像或標(biāo)靶會做出相應(yīng)的被擊中的動作和聲響，訓(xùn)練成績可在屏幕上實(shí)時顯示，也可由打印機(jī)打印出來。

利用系統(tǒng)實(shí)彈射擊時，射擊屏采用中空密閉的雙層軟橡膠屏，彈頭進(jìn)入后，產(chǎn)生壓力波，屏幕上方的超聲波定位采集器接收壓力波，根據(jù)聲波傳到探頭的時間差，計(jì)算彈頭在空間位置的坐標(biāo)，并將數(shù)據(jù)傳回總控臺主計(jì)算機(jī)，進(jìn)而判別是否有效。

MX－5型反恐訓(xùn)練模擬系統(tǒng)是根據(jù)新時期訓(xùn)練要求，從實(shí)戰(zhàn)出發(fā)而開發(fā)的新型模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，該系統(tǒng)在MX－3和MX－4的基礎(chǔ)上新增了許多擴(kuò)展功能及互動訓(xùn)練功能，用戶可以自行編輯科目、制定考核標(biāo)準(zhǔn)、可以自己拍攝、編輯實(shí)景訓(xùn)練科目。實(shí)彈彈著點(diǎn)識別采用紅外熱成像器件，靈敏、準(zhǔn)確、直觀、可靠。

三維虛擬現(xiàn)實(shí)模擬訓(xùn)練

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)亦稱虛擬環(huán)境技術(shù)、靈境技術(shù)，也有人稱其為電像技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)就是綜合當(dāng)今計(jì)算機(jī)、圖像生成、立體影像技術(shù)及音響、顯示、信息合成、傳感器、軟件工程技術(shù)及心理學(xué)、生理學(xué)等多領(lǐng)域的最新成就，實(shí)現(xiàn)虛擬實(shí)在感觀的技術(shù)。其技術(shù)核心就是“沉浸、交互、想像”，也就是說，虛擬現(xiàn)實(shí)能使人身臨其境(沉浸)，能和人充分互動(交互)，可通過引導(dǎo)給人想像的空間(想像)。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行訓(xùn)練，訓(xùn)練者不是被動地去觀察計(jì)算機(jī)圖表或與實(shí)際景物有一定差距的圖像，而是在一個虛擬的、但又十分逼真的三維世界中，在視覺、聽覺、觸覺等人類全部感覺的作用下，猶如身臨其境般地全身心投入到真實(shí)的訓(xùn)練中。

虛擬現(xiàn)實(shí)模擬系統(tǒng)是一個由人和機(jī)器組成的閉合系統(tǒng)，其中人是虛擬環(huán)境的用戶，即虛擬環(huán)境的接受者與作用者，用自身的視覺、聽覺、觸覺與行為動作去作用于虛擬環(huán)境及其中的虛擬對象。機(jī)器部分主要是生成與交換虛擬環(huán)境景象的超高速處理設(shè)備，以及人與計(jì)算機(jī)輸入輸出信息的接口設(shè)備，又稱交互設(shè)備，包括頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套和數(shù)據(jù)服、現(xiàn)實(shí)引擎幾大部分。受訓(xùn)人員穿戴上數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)服和頭盔顯示器，手持武器造型的操作裝備，開啟主機(jī)，面前呈現(xiàn)出槍林彈雨的兩軍交戰(zhàn)的3D場景，時而是遼闊地帶的遠(yuǎn)程狙擊，時而是狹路相逢的街頭廝殺。自己幻化為其中一員，在密布全身的傳感器的作用下，可以做出各種動作，如據(jù)槍、瞄準(zhǔn)、射擊，可以完全真實(shí)地向“戰(zhàn)場”上的敵人射擊，也可利用有利地形來遮蔽自己，宛如身臨其境。

例如EST2000射擊模擬訓(xùn)練系統(tǒng)是國內(nèi)代理的美國ECC公司的產(chǎn)品之一，可以用來訓(xùn)練輕武器射擊技術(shù)、班組戰(zhàn)術(shù)以及高級單兵技術(shù)。利用該產(chǎn)品只需通過分析槍械反饋的傳感信息，教練員就可以比實(shí)彈射擊更容易診斷出射擊者存在的問題。EST2000系統(tǒng)有30個以上高保真的友方和敵方的目標(biāo)，14種截然不同的3D地形，同時可以模仿不同的氣候條件和特殊效果，如下雨、刮風(fēng)、下雪、閃光、爆炸等。其包含多個子系統(tǒng)，這些子系統(tǒng)既可單獨(dú)運(yùn)作，又可通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)在一起進(jìn)行小單位戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練。操作系統(tǒng)開放性的設(shè)計(jì)，可以使用戶根據(jù)要求升級自己的系統(tǒng)；場景的編輯及射擊與否的自動設(shè)置能力，使用戶可以根據(jù)自身需求靈活地開發(fā)訓(xùn)練場景。

未來發(fā)展趨勢

隨著計(jì)算機(jī)和現(xiàn)代通信技術(shù)的飛速發(fā)展以及在訓(xùn)練上的廣泛應(yīng)用，模擬訓(xùn)練系統(tǒng)呈現(xiàn)出由單人、單武器的模擬訓(xùn)練向多人網(wǎng)絡(luò)仿真訓(xùn)練的方向發(fā)展的趨勢。

目前，我軍仿真技術(shù)在這方面已取得了顯著成果，自行研制的氣候環(huán)境模擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)已步入世界先進(jìn)行列，但與美國等發(fā)達(dá)國家相比仍存在一些差距，所以仍需加大研究力度，以適應(yīng)未來射擊模擬訓(xùn)練的需要。

編輯 鄭雙雁