周寶林+劉軍+董曉峰

摘 要 本文介紹了VR技術及在軍事領域的研究和應用，分析了目前我國VR技術在軍事應用中存在的問題并給出了VR在軍事訓練中的建議，為我國VR技術在軍事訓練中更好的應用和健康有序的發(fā)展提供了有力的支持。

關鍵詞 VR技術；軍事訓練

中圖分類號 G2 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2017）188-0038-02

今天，VR技術的應用已經融入到包括航空航天、國防軍事、公共安全、社交等的各個領域。通過VR進行軍事訓練，不僅具有訓練環(huán)境安全、訓練效果顯著、經濟效益明顯、組織訓練便捷的優(yōu)點，而且具有在保證訓練者安全的前題下，完成在實裝訓練中很難完成的伴有高危險性、強破壞力、極端條件下的科目訓練，優(yōu)勢十分明顯。因此，VR技術將會是在軍事訓練領域內最具有應用前景的技術之一。

1 VR技術及其在軍事訓練中的應用

1.1 VR技術的基本內涵

VR技術（Virtual Reality），是運用了計算機圖形與多媒體技術、傳感器技術、人機交互技術、網絡技術、立體顯示技術以及仿真技術等多種科學技術綜合發(fā)展起來的計算機領域的新技術；是計算機生成的、模擬人類感覺的世界的實時表示，也稱之為虛擬環(huán)境[1]。計算機技術是VR技術的核心，結合相關技術，生成和真實環(huán)境相似的數字化環(huán)境，該環(huán)境不但可以讓用戶在視覺、聽覺、觸覺上難辨真假，而且用戶可以和虛擬環(huán)境中對象進行互動、相互作用、相互影響，使用戶產生親臨相應真實環(huán)境的感受。經過30多年的發(fā)展，VR在許多行業(yè)領域取得了可喜的應用成果，成為其發(fā)展的新的信息技術支撐平臺。軍事訓練是VR應用最早、最多的領域[2]。

1.2 國外VR技術在軍事訓練中的研究與應用

20世紀90年代，英國耗資260萬美元研制了炮兵虛擬訓練系統(tǒng)，并在炮兵部隊投人使用。該系統(tǒng)被廣泛的用于炮兵的偵察訓練中，并充分體現出了高效、經濟、環(huán)保的優(yōu)點，現已在包括皇家炮兵學校的5個軍事單位進行配備[3]。荷蘭TNO物理和電子實驗室研制了虛擬發(fā)射“毒刺”（Stinger）導彈的虛擬訓練器?！岸敬獭睂検且环N用來對付低空飛行的飛機的便攜式肩射導彈，被世界上許多國家的陸軍所采用[3]。美軍在20世紀80年代就開始將虛擬現實技術引入訓練領域，一些軍事專家稱之為“軍事訓練領域中劃時代的革命”[4]。20世紀80年代初，美國就構造了一個VR系統(tǒng)，通過遠程網絡將美國、英國和德國的仿真器連接起來，進行異地的軍事訓練。美軍將VR技術應用于軍事訓練的很多領域。

1.3 我國在軍事訓練中對VR的應用

追溯我軍的虛擬訓練，1981年以前，主要使用一些比較簡單的，物理、機電器材的模擬訓練器材進行訓練。1981年—1985年，是以激光設備和機械電動式模擬器材為主要訓練手段。1985年—1996年，計算機仿真、分布式交互網絡和多媒體器材模擬器開始被應用。1998年，分布交互式作戰(zhàn)指揮模擬系統(tǒng)開發(fā)成功，并部分裝備部隊。1998年至今，我軍已將VR應用于包括飛行員、艦艇、炮兵、坦克等多個兵種的軍事訓練中去。VR在軍事訓練中得到了廣泛的發(fā)展。但與發(fā)達國家相比，我軍的虛擬訓練水平不高，虛擬裝備也比較粗糙。軍事訓練中，以虛擬現實思想的應用為主，多采用實際和虛擬結合的方式進行訓練。

2 我國VR技術在軍事訓練應用方面面臨的

問題

1）VR產品的開發(fā)需要投入大量的人力、物力、財力和時間，開發(fā)難度大、周期長，而針對軍事訓練的VR產品被開發(fā)出來后，由于需求量有限，不會大量投入生產，因此造成VR產品的開發(fā)成本特別高。

2）資源數據庫比較匱乏。一個完善的VR軍事訓練系統(tǒng)要以龐大的資源數據庫為支撐，這樣完成的產品才能滿足各項軍事訓練科目的需要。以坦克VR軍事訓練系統(tǒng)為例，要完成一項指定的作戰(zhàn)任務，需要有坦克自身的戰(zhàn)技術指標數據、環(huán)境數據、協(xié)同兵力數據、敵軍數據等大量的數據做支撐。而其中僅環(huán)境數據就包括位置、地形、聲音、光線、味道、時間、天氣等數據。由此可見要建設一個完備的VR軍事訓練系統(tǒng)需要一個龐大的資源庫，但是就目前而言，這些數據庫資源還是比較缺乏，相信隨著各種數據庫的不斷完善，這個問題將會逐漸得到解決。

3）由于VR技術還未成熟和數據庫匱乏以及一些還未解決的影響VR技術發(fā)展的瓶頸問題。例如：各類數據的獲取，以及多源數據/模型無縫融合，新概念數據獲取機制與設備，非剛體物理建模及自由交互與實時逼真響應，行為、智能與演化模型，模型的可建模性、復雜性與可信性，真三維顯示與自然化人機交互機制與交互設備，應用效果的評價等技術問題[2]。使現階段的VR軍事訓練產品存在功能不夠完善，使用者浸入感不強等問題。例如某坦克訓練綜合模擬器，其采用的視景還是模仿狀態(tài)，而且場景、畫面的質量也不高，逼真度不夠；空間采用開放式或半開放式的結構，還沒有使用密閉式的結構；底盤采用固定模式，不能模擬出坦克在不同路面上的顛簸起伏、發(fā)動機的轟鳴、發(fā)射炮彈和被擊中后坦克的震動狀態(tài)，造成訓練“沉浸感”不強，和“身臨其境”有很大差距。

4）后續(xù)性建設問題。目前，我軍的裝備實力快速增強，裝備的更新換代也較快，VR軍事訓練系統(tǒng)也必須緊隨裝備更新而升級，才能滿足軍事訓練的需要。VR產品的升級開發(fā)還需要投入大量的資金，但這部分的資金又沒有明確的保障人，從而導致升級換代比較滯后裝備發(fā)展。另外，VR產品的研制人和使用人通常是各負其責，VR產品使用過程中出現一些設備故障，如果涉及到深層次的問題，使用人很難解決，研制人分屬不同單位，協(xié)調維修相對繁瑣，造成設備維修不及時，影響到正常的教學，降低設備使用率，導致產品績效降低。

5）專業(yè)的VR軍事訓練系統(tǒng)組訓人才匱乏。VR軍事訓練系統(tǒng)需要大量的專業(yè)的組訓人才，這些專業(yè)人員不僅要熟悉了解VR產品的使用、維護、保養(yǎng)和簡單的維修技能，還要掌握豐富的軍事專業(yè)技能，以達到對使用VR產品的訓練人員專業(yè)技能的指導和評估。

3 對VR軍事訓練系統(tǒng)建設的幾點建議

1）加大對VR軍事訓練系統(tǒng)開發(fā)的投資力度。VR產品的價格盡管十分昂貴，前期投入巨大，但VR軍事訓練系統(tǒng)的優(yōu)勢尤其明顯，其在部隊戰(zhàn)斗力形成和安全訓練方面有不可替代的作用，而且在投入使用后其的經濟效益也十分明顯，可以產生巨大的經濟效益。

2）完善數據庫建設。一要組織專門數據收集人員，對軍事專用數據進行收集、整理，形成軍事專用數據庫。二要與地方相關企業(yè)、單位實行公用數據共享，互通有無，對大數據庫進行完善整理。

3）充分發(fā)揮已經成熟的技術優(yōu)勢，使之最大限度地應用于VR軍事訓練系統(tǒng)，增強系統(tǒng)的功能和使用效果。對有些不成熟的技術，要預留接口，使之能夠一旦發(fā)展成熟即可應用到軍事訓練系統(tǒng)中，以保證系統(tǒng)的最優(yōu)狀態(tài)。

4）完善裝備模擬器后續(xù)性建設保障體系。美軍對裝備的后續(xù)保障一直采用“研制、生產、維修、退役”終身負責制，將裝備的后續(xù)保障承包給了裝備制造商，裝備制造商負責裝備從“出生”到“死亡”的全過程，這種方法不僅充分保障了裝備的戰(zhàn)斗力，而且促進了裝備的可持續(xù)發(fā)展。這一方法可以借鑒到我軍的裝備模擬器的建設中去，能有效解決我軍裝備模擬器后續(xù)性建設存在的主要問題。另外，使用方負責日常訓練中出現的一些小問題、以及日常固定的維修保養(yǎng)，包括更換通用故障的電子產品，維修普通機械故障等。這樣通過研制方和使用方的有效結合，優(yōu)勢互補，齊心協(xié)力完成裝備模擬器的后續(xù)建設。

5）建立VR設備專業(yè)人才培養(yǎng)平臺。要充分發(fā)揮設備功能，須有一支專業(yè)化的人才隊伍。要求組訓人員操作熟練，專業(yè)知識豐富，能指導參訓人，解答疑問，并了解設備構造，能排除一般故障，確保訓練的順利進行。教員隊伍要達到這一要求就需要有一個合適的教員培養(yǎng)平臺，從選、用、培養(yǎng)著手，建設好優(yōu)良的人才培養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)。

參考文獻

[1]吳學政.VR（虛擬現實）技術在大學生安全教育中的應用研究[J].中國新通信，2016，18（20）：134-135.

[2]趙沁平.“VR+”推動行業(yè)升級換代[N].中國電子報，2016-5-20（1）.

[3]李湘德，趙儉.VR技術的軍事應用研究[J].科技進步與對策，2003（14）：81-83.

[4]陳金山.虛擬現實技術在美軍單兵訓練中的應用及啟示[J].軍事體育學報，2014，33（1）：73-74.

作者簡介：周寶林，工程師，研究方向為作戰(zhàn)。

劉軍，青島潛艇學院模擬器訓練中心。

董曉峰，青島潛艇學院模擬器訓練中心。