倪冬 孫權(quán) 陳創(chuàng)業(yè)

摘要：在信息化。網(wǎng)絡(luò)化等高新技術(shù)迅速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為新型的教學(xué)媒體已廣泛應(yīng)用于教學(xué)領(lǐng)域。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一門綜合性信息技術(shù)，它整合了教學(xué)圖像處理、計算機圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)等多個信息技術(shù)，提供了更高級的集成性和交互性，給人以愈發(fā)逼真的場景。本文主要探討虛擬現(xiàn)實技術(shù)的西藏特征以及它在裝甲裝備保障這部教學(xué)中的意義和應(yīng)用

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術(shù)實踐性教學(xué);裝備保障

一、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的基本特征

虛擬現(xiàn)實技術(shù)（Virtual Reality，VR）最早是由美國航空航天局（NASA）和軍事問卷實現(xiàn)實時住址提出并開發(fā)出來的一項高技術(shù)，首先用于駕駛員訓(xùn)練的軍事模擬器中，在武器系統(tǒng)性能評價、武器操縱訓(xùn)練及指揮大規(guī)模軍事學(xué)習(xí)等方面發(fā)揮的重大作用。VR是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機系統(tǒng)，VR強調(diào)的是操作者對虛擬世界（Virtual World）的體驗，它具有沉浸性（immersion）、交互性（interaciton）和構(gòu)想性（imagination）的特點。

沉浸性（immersion）是指用戶在純自然的狀態(tài)下，借助交互設(shè)備和自身的感知系統(tǒng)，對虛擬環(huán)境的投入程度。交互性（interaciton）主要是指用戶通過作用專門輸入和輸出設(shè)備（主要有頭盔、數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣），用人類的自然技能（如：自身的語言、身體運動、動作等）對虛擬環(huán)境內(nèi)物體的可操作程度和從環(huán)境得到反饋 自然程度。構(gòu)想性（imagination）指借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)，使抽象概念具體的程度。比如建造一座大廈，其量化的設(shè)計圖紙只有少數(shù)內(nèi)行人看得懂，利用虛擬現(xiàn)實則可能用別樣方式同樣反映出設(shè)計者的構(gòu)思。

二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于任職教育實踐性教學(xué)中的意義

實踐性教學(xué)是軍隊任職教育的重要組成部分，它是貫徹落實習(xí)主席關(guān)于加強實戰(zhàn)化軍事訓(xùn)練指示要求的重要舉措，也是加速推進(jìn)學(xué)員同知識型向能力型轉(zhuǎn)化，全面鍛造素質(zhì)素養(yǎng)的重要橋梁和平臺。大力發(fā)展基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實踐性教學(xué)，不公是當(dāng)前培養(yǎng)高素質(zhì)新型軍事人才的迫切要求，更是加速推進(jìn)軍隊任職院?，F(xiàn)代化建設(shè)的必然趨勢;更為重要的是我軍任職教育的培養(yǎng)目標(biāo)為高層次聯(lián)合作戰(zhàn)人才和新型作戰(zhàn)力量人才，具有比普通軍事教育更強的技術(shù)性和實踐性要求：組織教學(xué)活動特別是實踐教學(xué)，常常會使用大量人力、物力和場地，擠占寶貴的軍費資源，教學(xué)效果也未必達(dá)到預(yù)期。因此，引進(jìn)虛擬現(xiàn)實技術(shù)對于提高軍費使用效率，解決實踐教學(xué)基地欠缺、支撐人才隊伍快速成長等都有著非常重要的現(xiàn)實意義。

2.1 有利于激發(fā)學(xué)員學(xué)習(xí)興趣

教育心理學(xué)認(rèn)為，“興趣是最好的老師”。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可利用其形象生動、多維感知、立體交互、實時反饋等明顯優(yōu)勢，營造出一個帶有高度仿真式的教學(xué)整體環(huán)境。學(xué)員身處其中，受到這個環(huán)境帶來的聽覺、視覺、觸覺等全方位的感官刺激，就會自覺不自覺地被環(huán)境所感染，從面在無形之中調(diào)動起主動探究的渴望，培養(yǎng)出學(xué)習(xí)的積極性和自適應(yīng)能力，十分有利于軍隊任職院校實現(xiàn)以學(xué)員為主體，以教員為主導(dǎo)的實踐教學(xué)模式轉(zhuǎn)型。而且，在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，不僅有利于學(xué)員對理論知識的鞏固，而且有利于學(xué)員提前適應(yīng)戰(zhàn)爭實踐中的戰(zhàn)場環(huán)境，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和潛能，熟練掌握任職崗位所需的知識技能，大大縮短人才成長生成周期。

2.2 有利于降低實踐教學(xué)成本

早先同于沒有仿真系統(tǒng)，軍隊往往需要通過軍事演習(xí)來重現(xiàn)戰(zhàn)爭實踐，便受訓(xùn)人員在訓(xùn)練中學(xué)會在戰(zhàn)爭中贏得戰(zhàn)爭的技能;面演習(xí)所需飛機、坦克等武器裝備等價昂貴，且容易造成農(nóng)田、道路等生態(tài)環(huán)境的極大損壞，這就亟需研發(fā)一種能模擬戰(zhàn)爭和系統(tǒng)?；谔摂M現(xiàn)實技術(shù)的實踐教學(xué)系統(tǒng)就在此背景下應(yīng)運而生。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的最大優(yōu)勢在于無需消耗任何器材，而且可以多次重復(fù)實踐教學(xué)的訓(xùn)練內(nèi)容。

三、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在裝甲裝備保障實戰(zhàn)化教學(xué)訓(xùn)練中的應(yīng)用

近年來，隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實（VR）技術(shù)日趨成熟，在軍事教育訓(xùn)練領(lǐng)域中顯示出巨大優(yōu)勢和發(fā)展?jié)摿?。它能夠充分適應(yīng)軍隊任職教育特點和要求，使其插上科技的翅膀，同時也賦予傳統(tǒng)實踐性教學(xué)以鷴的實現(xiàn)形式，十分有助于提高學(xué)員的實踐運用和動手操作能力。

3.1 裝甲裝備遠(yuǎn)程虛擬診斷

故障診斷是指為了確定故障原因以及如何防止其再次發(fā)生而發(fā)信和分析數(shù)據(jù)的過程。故障診斷的過程是一個信息采集、信息分析、信息處理和信息判斷的過程。裝甲裝備遠(yuǎn)程虛擬診斷是利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)和遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，感知、故障裝甲裝備的信息，在裝甲裝備虛擬樣機模型上對故障進(jìn)行虛擬再現(xiàn)，根據(jù)相關(guān)信息剖析故障原因，進(jìn)而對故障進(jìn)行判斷的過程。裝甲裝備遠(yuǎn)程虛擬診斷系統(tǒng)中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用，可以使處于遠(yuǎn)程診斷服務(wù)器端的裝甲裝備故障診斷專家直觀地看到待修裝甲裝備的三維模型，從而能夠?qū)收嫌懈鼫?zhǔn)確的掌握，提高了診斷的直觀性和準(zhǔn)確性，可以充分驗證“軟件就是儀器”的理論，最大限度地減少硬件的配置和對配件的依賴，省去大量的硬件設(shè)備，大大降低系統(tǒng)的運行成本。

3.2 裝甲裝備虛擬維修

維修是為使裝備保持、恢復(fù)或改善其規(guī)定技術(shù)狀態(tài)所進(jìn)行的全部活動。維修是一個非常廣泛的修理概念，一般維修的直接目的是保持裝甲裝備處在規(guī)定狀態(tài)，現(xiàn)代維修還擴展到對裝備進(jìn)行局部改進(jìn)以改善裝備的性能。裝甲裝備虛擬維修就是在虛擬環(huán)境下，操作者借助于外部設(shè)備對虛擬環(huán)境中的裝甲裝備進(jìn)行維修的模擬。它突破了空間、時間的限制，可以實現(xiàn)逼真的裝甲裝備故障維修操作，提取任何關(guān)于裝甲裝備已有資料、狀態(tài)數(shù)據(jù)，檢驗裝甲裝備性能。

3.3 裝甲裝備虛擬仿真訓(xùn)練

裝甲裝備虛擬仿真訓(xùn)練是虛擬仿真技術(shù)在裝備訓(xùn)練領(lǐng)域的應(yīng)用，它是一種理想的訓(xùn)練和實踐系統(tǒng)。將仿真技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)這兩類關(guān)鍵技術(shù)有機地結(jié)合起來，充分利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)來創(chuàng)設(shè)逼真的訓(xùn)練環(huán)境，同時利用仿真技術(shù)來實現(xiàn)真實環(huán)境下的實時仿真，能部分或守分實現(xiàn)實裝訓(xùn)練的郊野。裝甲裝備虛擬仿真訓(xùn)練且有安全、經(jīng)濟(jì)、可控、可多次重復(fù)、無風(fēng)險、不愛氣候條件和場地空間限制，既能常規(guī)操作，又能培訓(xùn)各種環(huán)境下的應(yīng)變能力以及訓(xùn)練的高效率、高效益等獨特優(yōu)勢，可廣泛應(yīng)用于裝甲裝備器材設(shè)備的演示、原理教學(xué)、操作訓(xùn)練和性能分析及排故訓(xùn)練。通過利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以建立高逼真度的裝甲裝備模型和操作環(huán)境模型，構(gòu)建與真實環(huán)境完全一樣的訓(xùn)練環(huán)境，為學(xué)員親身感受裝甲裝備操作訓(xùn)練環(huán)境提供可能;可以對所要構(gòu)建的操作過程進(jìn)行深入分析，找出其內(nèi)在規(guī)律后建立符合其特征規(guī)律的數(shù)學(xué)模型，通過仿真后臺引擎的支撐與虛擬場景中對象的交互，實現(xiàn)裝甲裝備操作過程的客觀反映和裝甲裝備運行客觀規(guī)律在虛擬環(huán)境中的真實反映，達(dá)到貼近現(xiàn)實的實時仿真效果;還可將多媒體課件功能嵌入到輔助教學(xué)系統(tǒng)中，滿足裝甲裝備原理教學(xué)、過程演示、內(nèi)部構(gòu)造關(guān)系、運行規(guī)律分析等理論教學(xué)的需要，具備輔助教學(xué)訓(xùn)練功能充分體現(xiàn)裝甲裝備虛擬仿真訓(xùn)練的自主性。

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