劉存海++張勇++張紀(jì)磊++孫江

摘 要 論述虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本概念、發(fā)展歷程和主要特點(diǎn)，討論現(xiàn)階段軍事裝備培訓(xùn)中存在的一些問(wèn)題。結(jié)合軍事職業(yè)教育發(fā)展的特點(diǎn)，對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與軍事裝備培訓(xùn)相結(jié)合的可行性進(jìn)行探討，并對(duì)實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)解析。

關(guān)鍵詞 虛擬現(xiàn)實(shí)；軍事職業(yè)教育；裝備培訓(xùn)；可視化

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2017）14-0044-02

Research on Application of Virtual Reality Technology in Trai-ning of Military Equipment//LIU Cunhai， ZHANG Yong， ZHANG Jilei， SUN Jiang

Abstract The basic concepts， development process and main fea-tures of virtual reality technology are discussed， and some problems existing in the training of military equipment at present are analyzed.

Combined with the characteristics of military vocational education development， the feasibility of the combination of virtual reality technology and military equipment training is discussed， and the im-

plementation of the program is analyzed in detail.

Key words virtual reality； military vocational education； equipment training； visualization

1 前言

近年來(lái)，軍事職業(yè)教育的發(fā)展受到越來(lái)越多的關(guān)注[1-3]。2014年6月，四總部頒發(fā)《關(guān)于加快發(fā)展軍事職業(yè)教育的實(shí)施意見》，《意見》指出，發(fā)展軍事職業(yè)教育是黨中央、中央軍委做出的戰(zhàn)略部署，是健全軍隊(duì)院校教育、部隊(duì)訓(xùn)練實(shí)踐、軍事職業(yè)教育三位一體新型軍事人才培養(yǎng)體系的重大舉措，是軍事人才培養(yǎng)的重要方式，是創(chuàng)建學(xué)習(xí)型軍營(yíng)的核心載體，也是推動(dòng)戰(zhàn)斗力生成提高的有效途徑，對(duì)于培養(yǎng)造就大批能夠擔(dān)當(dāng)強(qiáng)軍重任的高素質(zhì)新型軍事人才具有重要意義[4-6]。

隨著科技的不斷進(jìn)步和國(guó)防現(xiàn)代化的需要，各種新式軍事裝備不斷裝配部隊(duì)，?軍事裝備接裝培訓(xùn)作為軍事職業(yè)教育中的一個(gè)組成部分，培訓(xùn)質(zhì)量的好壞越來(lái)越受到重視，因?yàn)檫@直接決定了部隊(duì)對(duì)裝備的掌握程度，也間接影響著未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的勝負(fù)。而傳統(tǒng)的以院校和科研院所為主體的接裝培訓(xùn)的教育模式表現(xiàn)出極大的局限性。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一種新的教學(xué)手段，在提高裝備培訓(xùn)質(zhì)量方面有著其他教育方式無(wú)法替代的優(yōu)點(diǎn)[7]。

2 軍事裝備培訓(xùn)困境

隨著國(guó)防和軍隊(duì)現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷加快，軍事裝備的復(fù)雜程度越來(lái)越高，培訓(xùn)所涉及的單位也越來(lái)越多，這給通過(guò)院校和相關(guān)科研院所進(jìn)行裝備培訓(xùn)的傳統(tǒng)教育模式帶來(lái)極大的挑戰(zhàn)，突出表現(xiàn)在以下三個(gè)方面。

1）用于培訓(xùn)的場(chǎng)地教學(xué)裝備數(shù)量有限，而每期接受培訓(xùn)的學(xué)員數(shù)量眾多，這就造成個(gè)人實(shí)際上機(jī)操作的時(shí)間很少，培訓(xùn)效果不好。很多情況下培訓(xùn)完成后，學(xué)員在自己使用裝備時(shí)仍然不會(huì)，造成裝備使用不熟練，不能發(fā)揮軍事裝備應(yīng)有的技術(shù)性能，嚴(yán)重影響部隊(duì)的戰(zhàn)斗力。

2）現(xiàn)在的武器裝備結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，造價(jià)昂貴，型號(hào)多，數(shù)量少，再加之裝備使用年限有限，這使得在實(shí)際裝備上進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的練習(xí)和操作成為奢侈。特別是在信息化的今天，結(jié)合實(shí)際裝備開展教學(xué)，極易暴露裝備的有關(guān)性能參數(shù)。

3）由于裝備的復(fù)雜性，通過(guò)傳統(tǒng)的接裝培訓(xùn)模式去熟練掌握各種故障的判斷和排除變得異常艱難，有些實(shí)際故障很難利用實(shí)際裝備進(jìn)行模擬和設(shè)置，這使得要想通過(guò)短期的接裝培訓(xùn)掌握裝備的全部故障情況變得越來(lái)越不現(xiàn)實(shí)，給實(shí)施接裝培訓(xùn)的教員和接受培訓(xùn)的學(xué)員都提出不小的難題。大多數(shù)的故障講解都依靠枯燥、煩瑣和抽象的理論講解，教員講得精彩異常，可學(xué)員感覺就是理解不了，極大地影響了新裝備后期的維修維護(hù)水平。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)是人們通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化操作與交互的一種全新方式。與傳統(tǒng)的人機(jī)界面以及流行的視窗操作相比，虛擬現(xiàn)實(shí)在技術(shù)思想上有了質(zhì)的飛躍。虛擬現(xiàn)實(shí)中的“現(xiàn)實(shí)”是泛指在物理意義上或功能意義上存在于世界上的任何事物或環(huán)境，它可以是實(shí)際上可實(shí)現(xiàn)的，也可以是實(shí)際上難以實(shí)現(xiàn)的或根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。而“虛擬”是指用計(jì)算機(jī)生成的意思。因此，虛擬現(xiàn)實(shí)是指用計(jì)算機(jī)生成的一種特殊環(huán)境，人可以通過(guò)使用各種特殊裝置，將自己“投射”到這個(gè)環(huán)境中，并操作、控制環(huán)境，實(shí)現(xiàn)特殊的目的，即人是這種環(huán)境的主宰。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有多感知性、浸沒感、交互性和構(gòu)想性等特點(diǎn)。

4 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與軍事裝備培訓(xùn)結(jié)合的可行性

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與軍事裝備培訓(xùn)結(jié)合的實(shí)施方案 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)打破了傳統(tǒng)接裝培訓(xùn)過(guò)程中的各種局限。

首先，利用SolidWorks和3ds MAX軟件平臺(tái)構(gòu)建實(shí)際裝備的三維仿真模型，模型具有實(shí)際裝備全部結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)。利用燈光材質(zhì)等渲染技術(shù)，建立一個(gè)與真實(shí)環(huán)境一樣的裝備培訓(xùn)的環(huán)境模型，使用者可以沉浸在類似真實(shí)的接裝環(huán)境中。

其次，將三維仿真模型導(dǎo)入Virtools和EON虛擬現(xiàn)實(shí)軟件平臺(tái)，利用軟件編程和功能程序模塊賦予模型各種交互功能，并能模擬出真實(shí)裝備的拆裝過(guò)程和實(shí)際故障。endprint

最后，利用Visual Studio和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)構(gòu)建用戶使用交互界面，形成齊備的虛擬軟件。

虛擬軟件包括裝備使用、裝備維護(hù)維修和裝備拆裝三大功能平臺(tái)，如圖1所示。裝備使用平臺(tái)可以幫助使用者學(xué)習(xí)裝備的操作使用，包括功能介紹、裝備操作規(guī)程和裝備虛擬操作三部分內(nèi)容。裝備維護(hù)維修平臺(tái)可以輔助使用者學(xué)習(xí)裝備的維護(hù)維修方法和裝備故障的檢查與排除方法，包括維護(hù)維修操作規(guī)程和故障虛擬設(shè)置與排除兩部分內(nèi)容。裝備拆裝平臺(tái)可以讓使用者在了解拆裝操作規(guī)程的基礎(chǔ)上，練習(xí)裝備的拆裝，熟悉各部分結(jié)構(gòu)的裝備特點(diǎn)。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與軍事裝備培訓(xùn)結(jié)合的裝備培訓(xùn)模式，可以使受訓(xùn)者借助各類網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行裝備使用和維護(hù)維修學(xué)習(xí)。軟件可以模擬實(shí)際裝備的各種功能和實(shí)際故障，對(duì)裝備的使用培訓(xùn)和維護(hù)維修等教學(xué)內(nèi)容都可以進(jìn)行逼真的模擬。接裝培訓(xùn)完成后，學(xué)員也可以利用這種虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行裝備的使用練習(xí)和故障排除訓(xùn)練，等虛擬設(shè)備完全掌握后，再到實(shí)際裝備上進(jìn)行實(shí)地操控，這會(huì)極大地提高學(xué)員對(duì)裝備的使用和維護(hù)水平，對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)中裝備的實(shí)際性能的發(fā)揮有著至關(guān)重要的作用，從而也會(huì)成為影響戰(zhàn)爭(zhēng)勝負(fù)的關(guān)鍵。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與軍事裝備培訓(xùn)結(jié)合解決的主要問(wèn)題 與傳統(tǒng)的接裝培訓(xùn)模式相比，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與軍事裝備培訓(xùn)相結(jié)合的教學(xué)方式可以解決接裝培訓(xùn)中的很多問(wèn)題。

1）可以解決傳統(tǒng)培訓(xùn)過(guò)程中時(shí)間和地點(diǎn)受限制的問(wèn)題。受培訓(xùn)者可以在任何時(shí)間和任何地點(diǎn)借助網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行裝備使用、維護(hù)保養(yǎng)及拆除練習(xí)的操作，這極大提高了裝備的培訓(xùn)效率和裝備性能的發(fā)揮。

2）虛擬軟件實(shí)現(xiàn)了對(duì)裝備的全方位模擬，克服了傳統(tǒng)培訓(xùn)中使用方法講解不透徹和故障再現(xiàn)困難帶來(lái)的問(wèn)題。此外，由于軟件使用可以借助網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行，這使得參加培訓(xùn)的人員數(shù)量不受設(shè)備數(shù)量限制；由于在虛擬軟件上接受培訓(xùn)，使得實(shí)際裝備的使用壽命可以被極大延長(zhǎng)。

3）虛擬軟件具有一次投入、長(zhǎng)期重復(fù)使用的特點(diǎn)，這極大降低了傳統(tǒng)裝備培訓(xùn)經(jīng)費(fèi)花費(fèi)大的問(wèn)題。

4）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與軍事裝備培訓(xùn)結(jié)合后，受訓(xùn)者先在虛擬軟件上學(xué)習(xí)裝備的各種操作、故障排除和拆裝練習(xí)，然后待熟練掌握了裝備的各項(xiàng)性能后，再到實(shí)際裝備上進(jìn)行實(shí)裝操作，這避免了傳統(tǒng)接裝培訓(xùn)過(guò)程中由于直接在實(shí)裝上進(jìn)行學(xué)習(xí)帶來(lái)的人員安全、設(shè)備損耗以及降低設(shè)備使用年限等一系列問(wèn)題。

5 結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展迅猛，已被推廣應(yīng)用于各大技術(shù)領(lǐng)域。本文論述了虛擬技術(shù)的基本概念和主要技術(shù)特點(diǎn)，闡述了長(zhǎng)期以來(lái)在裝備接裝培訓(xùn)中存在的諸多問(wèn)題，對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與接裝培訓(xùn)相結(jié)合的可行性進(jìn)行分析，給出具體的實(shí)施方案，并對(duì)方案實(shí)施過(guò)程中解決的主要問(wèn)題做了詳細(xì)介紹。

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