【摘要】本文系統(tǒng)闡述了軍隊(duì)院校綜合演練與混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，并探討了混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念及特點(diǎn)，以及將混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用至軍隊(duì)院校綜合演練的發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用前景，最終介紹了我校飛行器動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)綜合演練過(guò)程中應(yīng)用混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)例及特點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)|軍隊(duì)院校|綜合演練

一、軍隊(duì)院校綜合演練的發(fā)展現(xiàn)狀

綜合演練是大四年級(jí)學(xué)員在完成在校期間所有理論課學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，根據(jù)部隊(duì)軍事訓(xùn)練大綱，結(jié)合崗位職責(zé)、任務(wù)需要，分別扮演不同崗位角色，分工協(xié)作、密切協(xié)同，進(jìn)行系統(tǒng)性、專(zhuān)業(yè)性的訓(xùn)練[1]。訓(xùn)練環(huán)境和條件要接近于實(shí)戰(zhàn)，訓(xùn)練要有較大的難度和強(qiáng)度，用以檢驗(yàn)和提高學(xué)員在各種復(fù)雜情況下的組織指揮能力，以及在艱苦復(fù)雜條件下連續(xù)作戰(zhàn)的能力和應(yīng)變能力。對(duì)于學(xué)員來(lái)講，綜合演練是貼近實(shí)戰(zhàn)、貼近裝備的最好時(shí)機(jī)，是邁向基層、奔赴戰(zhàn)場(chǎng)的重要環(huán)節(jié)。近年來(lái)，各院校嚴(yán)格落實(shí)練兵備戰(zhàn)要求，扎實(shí)開(kāi)展多科目、全流程的實(shí)戰(zhàn)化綜合演練活動(dòng)，幫助學(xué)員盡可能熟悉畢業(yè)后第一任職崗位，實(shí)現(xiàn)院校教育與部隊(duì)崗位精準(zhǔn)對(duì)接[2]。隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新理論、新技術(shù)和新方法的發(fā)展應(yīng)用，催生裝備智能化信息化不斷發(fā)展，武器型號(hào)和作戰(zhàn)理念都在飛速發(fā)展，這對(duì)培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維能力和全球戰(zhàn)略視野的復(fù)合型軍事人才提出了新的迫切要求，也為綜合演練實(shí)踐過(guò)程的要素流程與訓(xùn)練效果提出了創(chuàng)新性發(fā)展的要求。

（一）戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境求“真”

隨著戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)演變，戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境發(fā)生了深刻變革，已經(jīng)成為一個(gè)涵蓋內(nèi)容多、關(guān)聯(lián)程度高、轉(zhuǎn)換變化快的“巨系統(tǒng)”。為幫助學(xué)員適應(yīng)復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境，綜合演練的訓(xùn)練場(chǎng)所要盡可能還原戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境，訓(xùn)練任務(wù)要嚴(yán)格向備戰(zhàn)打仗需要靠攏，內(nèi)容要緊密貼近信息化戰(zhàn)爭(zhēng)特色，訓(xùn)練崗位要服從部隊(duì)典型作戰(zhàn)編成，多渠道、多維度、多方式、全方位地創(chuàng)建身臨其境的沉浸式課堂教學(xué)模式。

（二）標(biāo)準(zhǔn)要求定“高”

綜合演練絕不是走流程、完任務(wù)。作為學(xué)員邁向戰(zhàn)場(chǎng)的關(guān)鍵一步，需要嚴(yán)格按照實(shí)戰(zhàn)標(biāo)準(zhǔn)組織實(shí)練、實(shí)訓(xùn)、實(shí)考，對(duì)學(xué)員能力的要求越高，他們?cè)谖磥?lái)的戰(zhàn)場(chǎng)上就越從容。演訓(xùn)過(guò)程中。按照“統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、專(zhuān)攻細(xì)節(jié)、覆蓋全員、整體提高”的思路，細(xì)致分析當(dāng)前訓(xùn)練進(jìn)度、訓(xùn)練標(biāo)準(zhǔn)、訓(xùn)練計(jì)劃等情況，從抓細(xì)節(jié)入手提升思想認(rèn)識(shí)，夯實(shí)訓(xùn)練基礎(chǔ)，提升訓(xùn)練質(zhì)效。

（三）導(dǎo)調(diào)情節(jié)想“實(shí)”

戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)瞬息萬(wàn)變，指揮員必須時(shí)刻保持頭腦清醒，因時(shí)而變、因勢(shì)而變。通過(guò)快節(jié)奏、高強(qiáng)度演練，讓學(xué)員們尋找自身短板，夯實(shí)隊(duì)員協(xié)同配合能力，同時(shí)檢驗(yàn)單兵的綜合反應(yīng)能力，為下一步實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在演訓(xùn)過(guò)程中，臨機(jī)設(shè)置特情，更加貼近戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境。目光向?qū)崙?zhàn)聚焦，訓(xùn)練向?qū)崙?zhàn)靠攏，全面錘煉戰(zhàn)斗員在復(fù)雜環(huán)境下的打贏本領(lǐng)。

為培養(yǎng)高層次聯(lián)合作戰(zhàn)人才，軍隊(duì)院校綜合演練過(guò)程具有普遍的技術(shù)性與實(shí)踐性，對(duì)演練模式與訓(xùn)練儀器設(shè)備的使用提出了更高的要求。將互聯(lián)網(wǎng)與人工智能技術(shù)應(yīng)用于新時(shí)代軍校綜合演練過(guò)程，為教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新與深入提供了更豐富的可能。MR（Mixed Reality）技術(shù)[3][4]，即混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)，是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，該技術(shù)的關(guān)鍵在于它不單單可以呈現(xiàn)虛擬環(huán)境，還可以與現(xiàn)實(shí)世界各事物相互交互。它是通過(guò)在虛擬環(huán)境中引入現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景信息，將虛擬世界、現(xiàn)實(shí)世界和用戶之間搭起一個(gè)交互反饋信息的橋梁，從而增強(qiáng)用戶體驗(yàn)的真實(shí)感。將混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在軍隊(duì)院校的綜合演練，可以將部分實(shí)裝與虛擬設(shè)備聯(lián)合起來(lái)，為操作號(hào)手創(chuàng)建一個(gè)互動(dòng)式、身臨其境的訓(xùn)練環(huán)境，還原任務(wù)場(chǎng)景，提高學(xué)員在演練過(guò)程中的參與度，發(fā)展前景十分廣闊。

二、混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

（一）混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)的定義及特點(diǎn)

混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的創(chuàng)新結(jié)合，以數(shù)字信息與真實(shí)世界的融合方式，為用戶提供全新的交互體驗(yàn)。具有以下幾個(gè)特點(diǎn)[5][6]：

1.虛實(shí)融合：指的是虛擬物體和現(xiàn)實(shí)世界可以顯示在同一視線中。它能夠克服單獨(dú)虛擬場(chǎng)景中表示所導(dǎo)致的真實(shí)感不足，也能降低虛擬場(chǎng)景中的復(fù)雜場(chǎng)景構(gòu)建的困難，同時(shí)解決二維視頻場(chǎng)景中三維空間感不足、場(chǎng)景目標(biāo)信息的分析計(jì)算不便等問(wèn)題；

2.實(shí)時(shí)交互：用戶可以與實(shí)現(xiàn)世界和虛擬物體進(jìn)行實(shí)時(shí)的自然交互。它允許用戶與虛擬對(duì)象進(jìn)行互動(dòng)，從而創(chuàng)造出更加真實(shí)和沉浸式的體驗(yàn)。實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)交互的關(guān)鍵在于對(duì)用戶輸入的實(shí)時(shí)處理和反饋，以及虛擬對(duì)象的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。主要是利用傳感器技術(shù)獲取用戶的位置、姿態(tài)和設(shè)備信息，實(shí)時(shí)生成虛擬對(duì)象和場(chǎng)景，為用戶提供視覺(jué)體驗(yàn)，最后通過(guò)算法處理，對(duì)用戶輸入進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，如手勢(shì)識(shí)別、視線追蹤等，以實(shí)現(xiàn)與虛擬對(duì)象的互動(dòng)。

3.三維注冊(cè)：虛擬物體可與現(xiàn)實(shí)世界對(duì)準(zhǔn)精確。通過(guò)MR顯示設(shè)備，用戶可以同時(shí)看到真實(shí)環(huán)境和虛擬全息影像，加之手勢(shì)、語(yǔ)音、視覺(jué)等方式的加持實(shí)現(xiàn)兩者互動(dòng)，真正搭建了虛擬世界和現(xiàn)實(shí)世界溝通的橋梁。需要注意的是，混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)的成功要在一個(gè)能與現(xiàn)實(shí)世界各事物良好溝通的環(huán)境中，關(guān)鍵是要及時(shí)獲取到信息以及與現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行交互。

目前，混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)在學(xué)科教學(xué)、在線虛擬課程建設(shè)、醫(yī)療、建筑與電氣工程等領(lǐng)域初步應(yīng)用，滲透進(jìn)社會(huì)的各個(gè)角落，具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。在教育領(lǐng)域，混合現(xiàn)實(shí)可以為學(xué)生提供更加豐富、直觀的學(xué)習(xí)體驗(yàn)；在醫(yī)療領(lǐng)域，混合現(xiàn)實(shí)可以幫助醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)模擬和實(shí)時(shí)指導(dǎo)；在零售領(lǐng)域，混合現(xiàn)實(shí)可以為顧客提供個(gè)性化的購(gòu)物體驗(yàn)；在娛樂(lè)領(lǐng)域，混合現(xiàn)實(shí)可以提供更加沉浸式的游戲和娛樂(lè)內(nèi)容。

（二）混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)在軍隊(duì)院校綜合演練過(guò)程中的探索與實(shí)踐

軍隊(duì)院校的綜合演練課程是理論向?qū)嵺`跨越的重要紐帶，對(duì)培養(yǎng)畢業(yè)學(xué)員首次崗位任職能力、裝備操作指揮能力與組訓(xùn)管理能力具有重要意義。隨著信息化作戰(zhàn)的快速發(fā)展，新概念、新武器逐步列裝，混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)所提供的經(jīng)濟(jì)性、真實(shí)性、直觀性和交互性等優(yōu)勢(shì)可有效提高信息時(shí)代的作戰(zhàn)效能，幫助解決綜合演練過(guò)程中的許多難題，有效提高聯(lián)合作戰(zhàn)背景下學(xué)員作戰(zhàn)素養(yǎng)，拓寬學(xué)員成長(zhǎng)路徑的深度和廣度。當(dāng)前，各軍隊(duì)院校普遍加大規(guī)模與力度，競(jìng)相掀起混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究和應(yīng)用熱潮。

陸軍勤務(wù)學(xué)院與勤務(wù)保障中心聯(lián)合構(gòu)建綜合演練的內(nèi)容體系。早在2001年，第二炮兵工程學(xué)院（現(xiàn)為火箭軍工程大學(xué)）陳家照[7]等人對(duì)混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)在戰(zhàn)略導(dǎo)彈部隊(duì)綜合演練中的應(yīng)用進(jìn)行探討，他提出可以通過(guò)分布式的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)將各部分聯(lián)結(jié)起來(lái)，操作號(hào)手感覺(jué)是在一個(gè)“真實(shí)”的測(cè)試、發(fā)射環(huán)境。不但能與虛擬裝備交互，還能與其它操作號(hào)手交互。國(guó)防大學(xué)政治學(xué)院的劉軍玉[8]指出，混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)，對(duì)于提高軍隊(duì)院校實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量和水平，推動(dòng)軍隊(duì)任職教育面向未來(lái)、面向戰(zhàn)場(chǎng)，向部隊(duì)需要靠攏、向備戰(zhàn)打仗聚焦具有十分重要的意義，應(yīng)將基于混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)作為一項(xiàng)重要的系統(tǒng)工程，綜合建設(shè)、大力發(fā)展?？哲娗趧?wù)學(xué)院的羅軍洪[9]等人分析了目前制約機(jī)場(chǎng)保障專(zhuān)業(yè)綜合演練效果提升的因素和混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)場(chǎng)保障專(zhuān)業(yè)綜合演練中應(yīng)用的意義，然后從構(gòu)建模擬戰(zhàn)場(chǎng)、模擬技術(shù)手段、對(duì)部分在現(xiàn)實(shí)中難以開(kāi)展的科目進(jìn)行重點(diǎn)模擬等方面探索了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)場(chǎng)保障專(zhuān)業(yè)綜合演練中的應(yīng)用途徑。中國(guó)軍事學(xué)會(huì)的孫柏林[10]對(duì)美國(guó)的混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用概況、美軍的混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用概況、以及美軍應(yīng)用混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)的啟示等問(wèn)題進(jìn)行分析。他指出，美軍在模擬作戰(zhàn)訓(xùn)練、幫助指揮官進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃、預(yù)演與決策以及武器系統(tǒng)構(gòu)建、評(píng)估與測(cè)試等領(lǐng)域都有虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的建設(shè)與應(yīng)用。尤其是為軍事演練提供了新的虛擬戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境、單兵模擬訓(xùn)練和評(píng)判方法等，能夠以較少的投資、最低的風(fēng)險(xiǎn)而又逼近現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的方式，達(dá)到訓(xùn)練士兵、論證軍事理論、演示戰(zhàn)斗策略、評(píng)估武器裝備的效果。

三、我?；旌犀F(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用實(shí)例

為全面加強(qiáng)實(shí)戰(zhàn)化軍事訓(xùn)練，全面提高訓(xùn)練水平和打贏能力，緊跟人才培養(yǎng)方案需求，我校飛行器動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)大四學(xué)員在畢業(yè)前進(jìn)行以崗位操作能力及作戰(zhàn)指揮能力為培養(yǎng)目的的裝備綜合演練演訓(xùn)工作。此次綜合演練是學(xué)員貼近實(shí)戰(zhàn)、貼近裝備的最好時(shí)機(jī)，也是邁向基層、奔赴戰(zhàn)場(chǎng)的重要環(huán)節(jié)，但組織實(shí)施難度較大，主要存在以下難題。

（一）難以創(chuàng)建復(fù)雜動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)戰(zhàn)化教學(xué)平臺(tái)與場(chǎng)景

飛行器動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)涉及導(dǎo)彈型號(hào)多、裝備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，涉毒、易燃、易爆，綜合演練安全訓(xùn)練風(fēng)險(xiǎn)大，人才素質(zhì)要求高，為戰(zhàn)斗力生成帶來(lái)了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。在此背景下，綜合演訓(xùn)平臺(tái)與場(chǎng)景必須滿足學(xué)員在安全無(wú)風(fēng)險(xiǎn)的情況下進(jìn)行各號(hào)手操作訓(xùn)練，并可應(yīng)對(duì)突發(fā)事件。打造實(shí)戰(zhàn)化教學(xué)平臺(tái)是推進(jìn)實(shí)戰(zhàn)化教學(xué)的重要手段，要力爭(zhēng)最大限度地實(shí)現(xiàn)課堂與戰(zhàn)場(chǎng)的“無(wú)縫對(duì)接”，才能讓人才培養(yǎng)更貼近部隊(duì)實(shí)際，更加貼近實(shí)戰(zhàn)任務(wù)需要，滿足未來(lái)戰(zhàn)斗力發(fā)展。

（二）難以滿足新形勢(shì)下信息化裝備綜合演練需求

隨著信息化技術(shù)在裝備領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，導(dǎo)致一系列戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能優(yōu)異的信息化裝備逐步投入作戰(zhàn)。要想駕馭信息化戰(zhàn)爭(zhēng)，武器控制能力與部隊(duì)指揮水平至關(guān)重要。在日常訓(xùn)練過(guò)程中，必須搭建一套可靠的指揮訓(xùn)練控制系統(tǒng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)任務(wù)分配、指令下達(dá)、溝通協(xié)調(diào)等，以適應(yīng)新形勢(shì)下信息化裝備的綜合演練需求。

為創(chuàng)設(shè)綜合演練實(shí)戰(zhàn)化場(chǎng)景，滿足新形勢(shì)下信息化裝備綜合演練需求，我校飛行器動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)教室布設(shè)了全息系統(tǒng)、AR訓(xùn)練系統(tǒng)及VR訓(xùn)練系統(tǒng)，主要目的是培養(yǎng)學(xué)員對(duì)關(guān)鍵裝備的結(jié)構(gòu)原理理解能力以及組裝拆裝操作能力。例如，通過(guò)空間交互筆操作和主動(dòng)式3D眼鏡沉浸式觀看方式來(lái)虛擬拆裝關(guān)鍵裝備。還可以通過(guò)設(shè)備臺(tái)體內(nèi)主控主機(jī)與AR眼鏡進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)硬件與虛擬場(chǎng)景的聯(lián)動(dòng)。除此之外，通過(guò)目標(biāo)空間定位匹配，語(yǔ)音識(shí)別、手勢(shì)交互等搭配訓(xùn)練面板的使用，學(xué)員與虛擬對(duì)象相互配合，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)關(guān)鍵號(hào)手的操作訓(xùn)練。真正為學(xué)員創(chuàng)設(shè)一個(gè)實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練場(chǎng)景，是學(xué)員戰(zhàn)斗力快速提升的重要手段。主要具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

1.高度逼真模擬

通過(guò)先進(jìn)的3D建模技術(shù)和物理引擎，創(chuàng)建與部隊(duì)操作幾乎一致的訓(xùn)練環(huán)境、裝備構(gòu)成、操作流程。使學(xué)員在虛擬環(huán)境中能更真實(shí)的體驗(yàn)、感知與互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)良好的訓(xùn)練效果。

2.多樣化場(chǎng)景設(shè)計(jì)

可以根據(jù)不同的操作需求定制不同的情境與任務(wù)，包括單號(hào)手操作訓(xùn)練（AI號(hào)手配合）、多號(hào)手聯(lián)合操作訓(xùn)練及指揮流程訓(xùn)練。除此之外，還可考驗(yàn)學(xué)員在復(fù)雜多變環(huán)境下操作的應(yīng)變能力和專(zhuān)業(yè)技能，如維護(hù)保養(yǎng)、故障排除等。

3.可量化評(píng)估體系

系統(tǒng)搭載了考核評(píng)估體系，考題涵蓋了操作過(guò)程中的難點(diǎn)、薄弱點(diǎn)知識(shí)，可以實(shí)時(shí)分析學(xué)員操作水平。通過(guò)考核評(píng)估，可有效掌握學(xué)員學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，以便進(jìn)行指導(dǎo)改進(jìn)。

4.隨時(shí)無(wú)限制訓(xùn)練

與大型訓(xùn)練裝備不同，該系統(tǒng)訓(xùn)練不受時(shí)間與次數(shù)限制，訓(xùn)練過(guò)程中發(fā)生故障率的可能性低。學(xué)員有訓(xùn)練需要可隨時(shí)打開(kāi)設(shè)備對(duì)薄弱部分進(jìn)行反復(fù)練習(xí)，極大地提升了訓(xùn)練效率和靈活性，也提升了設(shè)備的利用率。

5.降低訓(xùn)練成本

相較于傳統(tǒng)實(shí)地操作演練與實(shí)物模型訓(xùn)練，該訓(xùn)練系統(tǒng)不需要任何實(shí)體介質(zhì)，也無(wú)需考慮對(duì)裝備的損耗，可實(shí)現(xiàn)低成本運(yùn)行。

四、未來(lái)展望

混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬性強(qiáng)、顯示質(zhì)量?jī)?yōu)、采用自然方式交互，能夠?yàn)閷W(xué)員提供低成本無(wú)限制的訓(xùn)練機(jī)會(huì)，有效改善傳統(tǒng)的教學(xué)形式和學(xué)習(xí)方式，是軍隊(duì)院校綜合演練進(jìn)行創(chuàng)新改革的重要推手，對(duì)學(xué)員邁入任職崗位起到關(guān)鍵作用。將混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用至軍隊(duì)院校綜合演練活動(dòng)，可以借助設(shè)備實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練裝備結(jié)構(gòu)“可視化”，通過(guò)反復(fù)練習(xí)提升學(xué)員訓(xùn)練效果，為培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)強(qiáng)、作風(fēng)能力硬的高素質(zhì)軍事人才添磚加瓦。中國(guó)軍轉(zhuǎn)民

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（作者簡(jiǎn)介：任碧云，火箭軍工程大學(xué)導(dǎo)彈工程學(xué)院，講師，碩士，研究方向?yàn)轱w行器動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)；田干，火箭軍工程大學(xué)導(dǎo)彈工程學(xué)院，副教授，博士，研究方向?yàn)轱w行器動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)；莊軍臣，火箭軍工程大學(xué)導(dǎo)彈工程學(xué)院，本科，研究方向?yàn)榻虒W(xué)管理）