［摘 要］文章從訓(xùn)練環(huán)境構(gòu)建、訓(xùn)練方案設(shè)計與訓(xùn)練組織實施三個方面研究基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的軍校本科學(xué)員作戰(zhàn)心理素質(zhì)訓(xùn)練的相關(guān)問題，并在某軍隊綜合性大學(xué)開展訓(xùn)練實踐。實踐表明，利用VR技術(shù)開展軍校本科學(xué)員作戰(zhàn)心理訓(xùn)練，能夠大大減少訓(xùn)練傷亡和訓(xùn)練費用，并可取得較好的訓(xùn)練效果。

［關(guān)鍵詞］虛擬現(xiàn)實技術(shù)；作戰(zhàn)心理素質(zhì)；軍校本科學(xué)員

［中圖分類號］ G640 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2022）12-0210-03

軍人作戰(zhàn)心理素質(zhì)是指在遇到緊張、危險的情況時，能夠保持冷靜，以清晰的思維和靈活的行動來應(yīng)對緊張局面的能力[1]。在伊拉克戰(zhàn)爭中，有19.1%的美軍官兵由于軍人作戰(zhàn)心理素質(zhì)問題導(dǎo)致思維和行為混亂，甚至喪失作戰(zhàn)能力[2]。軍校本科學(xué)員畢業(yè)后第一任職多為排長，敵我戰(zhàn)爭中處于交火一線，所處戰(zhàn)場環(huán)境殘酷血腥，對其開展作戰(zhàn)心理素質(zhì)訓(xùn)練尤為必要。由于部分院校教學(xué)訓(xùn)練條件有限，一些軍校本科學(xué)員作戰(zhàn)心理素質(zhì)訓(xùn)練還停留在常規(guī)訓(xùn)練層面，如高空通過障礙、穿越鐵絲網(wǎng)等。外軍認(rèn)為，和常規(guī)的訓(xùn)練方式相比，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)開展作戰(zhàn)心理素質(zhì)訓(xùn)練，具有環(huán)境逼真、場景多變、“身臨其境”感強(qiáng)、針對性強(qiáng)和安全經(jīng)濟(jì)、可控性強(qiáng)等特點[3]，特別是2016年以來消費級VR產(chǎn)品的出現(xiàn)，使虛擬現(xiàn)實產(chǎn)品真正走出實驗室進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化運用階段。因此，深入研究基于VR的軍校本科學(xué)員作戰(zhàn)心理素質(zhì)訓(xùn)練問題，對于提高軍校本科學(xué)員的第一任職能力具有重要意義。

一、訓(xùn)練環(huán)境構(gòu)建

訓(xùn)練環(huán)境是開展軍校本科學(xué)員作戰(zhàn)心理素質(zhì)訓(xùn)練的基本條件。利用VR技術(shù)構(gòu)建作戰(zhàn)心理素質(zhì)訓(xùn)練環(huán)境應(yīng)當(dāng)考慮以下幾個條件。

一是硬件支撐方面，主要是訓(xùn)練場地與設(shè)備成本。就目前VR設(shè)備的成熟度、經(jīng)濟(jì)性和普及性而言，洞穴式立體顯示系統(tǒng)與頭戴式顯示設(shè)備等，都可以支撐訓(xùn)練環(huán)境。前者的優(yōu)點在于能夠覆蓋訓(xùn)練對象的所有視野，訓(xùn)練對象完全被一個立體投影畫面所包圍，這種效果較好，但需要專門的訓(xùn)練場地，設(shè)備與維護(hù)費用較高。而后者則是目前最為典型也是應(yīng)用最為廣泛的虛擬現(xiàn)實顯示系統(tǒng)，其使用方便，隨帶隨用。體驗感較好的VR一體機(jī)價格在4000元左右，VR頭盔+主機(jī)價格在15000元左右。

二是內(nèi)容呈現(xiàn)方面，主要是體現(xiàn)視覺和聽覺。虛擬現(xiàn)實技術(shù)本質(zhì)上是通過向人體的視覺、聽覺、嗅覺、觸覺等感官釋放刺激信號構(gòu)建一個虛擬空間，然后利用各種傳感器和輸入設(shè)備進(jìn)行人與虛擬空間的交互。在人體的各類感官中，視覺和聽覺占絕大部分，因此，在內(nèi)容呈現(xiàn)方面，重點是視覺和聽覺，嗅覺、觸覺的實現(xiàn)比較復(fù)雜，目前不考慮。

三是軟件研發(fā)方面，主要是考慮是便捷性和研發(fā)周期。目前，VR軟件的研發(fā)技術(shù)路線主要有兩種方式：一是利用3DMAX等三維建模軟件建立各類場景模型，并利用開發(fā)工具，如Unity3D將各類3D模型與聲音進(jìn)行有效組織顯示。這種方式的優(yōu)點在于能根據(jù)需求有針對性地定制場景模型，不足之處是制作成本較高、時間較長。另一種是3D效果視頻，主要是通過選擇合適的影視內(nèi)容進(jìn)行3D轉(zhuǎn)碼，生成3D視頻，通過投顯呈現(xiàn)3D效果。這種方式的優(yōu)點在于能快速生成內(nèi)容，不足之處在于畫面角度有限，沉浸感不強(qiáng)。

根據(jù)上述考慮，目前某軍隊綜合性大學(xué)在訓(xùn)練場地方面主要是依托多媒體教室，其人員容量大，便于學(xué)員開展活動；在硬件設(shè)備方面，主要是采取VR一體機(jī)，即戴即用，便于在課堂組織，且經(jīng)濟(jì)性與沉浸感都可以接受；在軟件實現(xiàn)方面，戰(zhàn)爭題材的電影和游戲提供了大量激烈的戰(zhàn)斗畫面，較為真實地展現(xiàn)了殘酷的戰(zhàn)場環(huán)境，對年輕學(xué)員具有很強(qiáng)的吸引力。因此，可以截取現(xiàn)代題材的電影、軍事游戲中符合標(biāo)準(zhǔn)的戰(zhàn)斗片段，利用ArcSoft MediaConverter7軟件進(jìn)行3D轉(zhuǎn)碼，然后拷入VR一體機(jī)中，完成內(nèi)容呈現(xiàn)。目前，某軍隊綜合性大學(xué)主要選取了以下三個視頻片段進(jìn)行3D轉(zhuǎn)碼：1.電影《紅海行動》片段。截取突擊隊在沙漠行徑途中突遭敵迫擊炮打擊，在極為不利的情形下與叛軍武裝展開戰(zhàn)斗的片段，充分展現(xiàn)了戰(zhàn)場中突遭敵軍火力打擊時的炮火轟鳴、子彈飛嘯的場景，具有很強(qiáng)的壓迫感和緊張感。2.電影《血戰(zhàn)鋼鋸嶺》片段。片段選自主人公所在連隊首次登上鋼鋸嶺，與日軍展開激烈戰(zhàn)斗的場景。戰(zhàn)場上硝煙彌漫，子彈飛速射出時在空氣中穿梭的聲音，雙方士兵遭遇爆頭后應(yīng)聲倒地的情形，日本士兵被火焰噴射器燒中后的掙扎與慘叫，還原了一個真實而又殘酷的戰(zhàn)場。3.游戲《光榮使命》操作視頻片段。片段截選玩家以第一視角參與搶灘登陸任務(wù)，冒著敵人的槍林彈雨沖擊岸灘，奪控陣地的游戲畫面，較好地體現(xiàn)了現(xiàn)代渡海登島作戰(zhàn)中的殘酷戰(zhàn)場景象，第一視角更能提高觀看者的沉浸感和代入感。

二、訓(xùn)練方案設(shè)計

軍人心理訓(xùn)練學(xué)理論認(rèn)為，通過設(shè)置近似實際情形的心理訓(xùn)練環(huán)境（心理應(yīng)激源），對受訓(xùn)者進(jìn)行一定的刺激，使受訓(xùn)者心理持續(xù)處于一定的應(yīng)激狀態(tài)（心理穩(wěn)定狀態(tài)），以增強(qiáng)軍人的心理素質(zhì)和適應(yīng)能力（心理能力），是軍事心理訓(xùn)練的基本機(jī)理和作用過程[4]。簡而言之，就是通過持續(xù)刺激軍人的心理，讓其心理狀態(tài)發(fā)生改變至心理狀態(tài)趨于穩(wěn)定，進(jìn)而提高其心理素質(zhì)。醫(yī)學(xué)研究表明，人的身體處于一個不斷變化、動態(tài)平衡的狀態(tài)，興奮、勇敢、恐懼、焦慮等心理狀態(tài)會影響生理指標(biāo)的變化，其中心率、血壓是兩個體現(xiàn)最為明顯的因素。因此，訓(xùn)練方案設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是通過采集受訓(xùn)者的心率、血壓兩個關(guān)鍵體征指標(biāo)，并把這兩個體征信息放大成視覺和聽覺信號，即反饋信息，反饋給受訓(xùn)者，使受訓(xùn)者能夠直觀地感受到自己體征信息的變化，針對自身體征信息，即反饋點，進(jìn)行有意識地訓(xùn)練。如此循環(huán)往復(fù)，從而不斷提升受訓(xùn)者的心理、生理自我調(diào)節(jié)能力、對外界環(huán)境刺激的適應(yīng)能力，即生物反饋原理[5]。

根據(jù)上述軍事心理訓(xùn)練的基本機(jī)理和生物反饋原理，訓(xùn)練方案設(shè)計如下。

訓(xùn)練之前，采集受訓(xùn)對象心理穩(wěn)定狀態(tài)下的血壓、心率，建立靜息數(shù)據(jù)庫。訓(xùn)練開展后，首先讓受訓(xùn)者戴上VR頭盔依次體驗不同的戰(zhàn)場情景，記錄下其心率和血壓的變化過程。而后，通過播放輕音樂、運用肌肉放松、呼吸方式等方法引導(dǎo)受訓(xùn)者進(jìn)行心理放松，使其恢復(fù)平靜。待其完全平靜，心率和血壓恢復(fù)正常后，再次戴上VR頭盔體驗戰(zhàn)斗場景，并記錄下其心率和血壓的變化過程。循環(huán)往復(fù)，直至受訓(xùn)者在體驗戰(zhàn)場情景期間，依然能保持心理狀態(tài)基本穩(wěn)定，心率、血壓無較大波動為止。具體如圖1所示。

三、訓(xùn)練組織實施

根據(jù)所設(shè)計的訓(xùn)練方案，本次訓(xùn)練過程如下。

一是確定數(shù)據(jù)采集方案。本次訓(xùn)練主要采取心率和血壓兩項指標(biāo)，普通人的心跳數(shù)為60次～100次/分，收縮壓在90mmHg～140mmHg之間，舒張壓在60mmHg～90mmHg之間。應(yīng)激產(chǎn)生時心率、血壓均會陡然增加，因此心率、血壓的變化可以反映受訓(xùn)者的心理狀態(tài)。在技術(shù)方案上，采用1顆YK1801脈搏傳感器芯片、1顆HR6816自動增益芯片、1顆HR6707脈搏芯片和1顆SFB9712算法芯片共4顆芯片，制作PCB板，輸出血壓和心率串口uart信號。設(shè)備佩戴于訓(xùn)練對象手腕或其他位置，通過串口通信，傳送心率、血壓數(shù)據(jù)到電腦。使用“串口調(diào)試助手”“MCR”和“UNTITLED3”軟件讀取數(shù)據(jù)，為訓(xùn)練反饋和后續(xù)分析研究提供數(shù)據(jù)支撐。

二是確定訓(xùn)練人員，對訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行編組。本次訓(xùn)練共30名男性軍校本科學(xué)員參加，年齡在18歲至20歲之間，訓(xùn)練設(shè)置對照組分為A、B兩組，將前述三個3D轉(zhuǎn)碼視頻編為1—3號。A組人員靜止數(shù)據(jù)組記為A0（包括心率、收縮壓與舒張壓三個數(shù)據(jù)的平均值，下同），初次訓(xùn)練數(shù)據(jù)記為A11、A12與A13，多次訓(xùn)練數(shù)據(jù)記為A21、A22與A23。B組人員靜止數(shù)據(jù)組記為B0，初次訓(xùn)練數(shù)據(jù)記為B11、B12與B13，多次訓(xùn)練數(shù)據(jù)記為B21、B22與B23，如表1所示。

三是受訓(xùn)人員戴上VR一體機(jī)，佩戴生理數(shù)據(jù)采集設(shè)備，采集A、B組靜息狀態(tài)數(shù)據(jù)與初次訓(xùn)練數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如表2所示。

分析30名受訓(xùn)者的生理數(shù)據(jù)可知，受訓(xùn)者在初次體驗不同的戰(zhàn)場情景時，心率和收縮壓均有上升，表明其處于應(yīng)激狀態(tài)。其中2號3D轉(zhuǎn)碼視頻刺激下的心率和血壓增高變化值最大，3號3D轉(zhuǎn)碼視頻刺激下的心率和血壓增高變化值最小。這說明2號3D轉(zhuǎn)碼視頻呈現(xiàn)的戰(zhàn)場場景更為血腥殘酷，現(xiàn)有條件下使用真實影像或電影片段3D轉(zhuǎn)碼的效果好于電腦游戲畫面。

四是待受訓(xùn)者取下VR一體機(jī)后，播放《愛麗絲漫游仙境》，并提醒受訓(xùn)者深呼吸、放松。10分鐘后再采集心率和血壓數(shù)據(jù)，與靜息狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析。數(shù)據(jù)對比分析顯示，受訓(xùn)者心率和血壓數(shù)據(jù)略高于靜息狀態(tài)數(shù)據(jù)。

五是重復(fù)進(jìn)行第三步與第四步，經(jīng)過多次（4～5次）訓(xùn)練之后，將多次訓(xùn)練數(shù)據(jù)與靜息狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，如表3所示。

數(shù)據(jù)對比分析說明，多次訓(xùn)練數(shù)據(jù)與靜息狀態(tài)數(shù)據(jù)的增值大大降低，這說明受訓(xùn)者對3D轉(zhuǎn)碼視頻感官刺激后的心理狀態(tài)逐漸趨于穩(wěn)定，即受訓(xùn)者的心理素質(zhì)得到了進(jìn)一步的提升。另外，即使經(jīng)歷了充分的作戰(zhàn)心理訓(xùn)練，在面對強(qiáng)烈的應(yīng)激源時，受訓(xùn)者仍會產(chǎn)生一定的心理反應(yīng)。

四、結(jié)束語

利用VR技術(shù)開展軍校本科學(xué)員作戰(zhàn)心理訓(xùn)練，無虛動用一槍一彈、一兵一卒，能夠大大減少訓(xùn)練傷亡和訓(xùn)練費用，并可以取得較好的訓(xùn)練效果。訓(xùn)練環(huán)境構(gòu)建是開展軍校本科學(xué)員作戰(zhàn)心理訓(xùn)練的關(guān)鍵條件，軍隊院校應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際情況，合理選擇訓(xùn)練場地、VR設(shè)備和內(nèi)容呈現(xiàn)方式。需要說明的是，真實影像或電影片段便于獲取，經(jīng)過3D轉(zhuǎn)碼能快速生成應(yīng)激源，且畫面效果逼真震撼，但受訓(xùn)者的視角固定，無法與應(yīng)激場景互動。對于一般作戰(zhàn)場景，應(yīng)優(yōu)先使用3D轉(zhuǎn)碼視頻進(jìn)行訓(xùn)練環(huán)境構(gòu)建。對于不同的作戰(zhàn)需要，應(yīng)根據(jù)任務(wù)部隊主要遂行的作戰(zhàn)樣式進(jìn)行作戰(zhàn)場景定制研發(fā)，并且應(yīng)當(dāng)綜合運用視覺、聽覺、嗅覺、觸覺等多種感官增強(qiáng)沉浸感，提升訓(xùn)練效果。

［ 參 考 文 獻(xiàn) ］

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[3] 郭炎華.外軍心理訓(xùn)練研究[M].北京：國防大學(xué)出版社，2002：13.

[4] 賀嶺峰，田彬.軍事心理學(xué)概論[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2016：81.

[5] 王洪芳，田建全，胡乃鑒.生物反饋訓(xùn)練對飛行員心率變異性影響的觀察[J].人民軍醫(yī)，2016（9）：12.

［責(zé)任編輯：陳 明］