虚拟现实技术在军事领域中的应用与发展

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1、虚拟现实技术在军事领域中的应用与发展　　摘要：目前，虚拟现实技术已经被广泛应用在各个领域，在军事领域已成为建设未来国防系统的重要手段，不仅可以提高军人的训练水平和作战能力，还能够节省人力物力。本文介绍了虚拟现实的概念、特征，并从战场环境、军事训练、武器系统设计与评估三个方面总结了其在军事上的应用。最后，就虚拟现实发展过程中出现的新的应用方向进行了展望。　　关键词：虚拟现实；军事训练；武器系统　　1.引言　　在军事领域中，军事家们曾一直努力寻找一种能够“预先实践战争”的方法，以便能够以较少的投资、最低的风险而又逼近现代战争的方式，达到训练士兵、论证军事理论、演示战斗策略、

2、评估武器装备的效果。虚拟现实技术的出现，解决了这一难题。基于虚拟现实技术的军事仿真系统能以低廉的成本、逼真的效果最大程度地代替实战训练，在提升军队战斗实力，节省经费开支，缩短武器装备研制周期等方面都发挥了重要的作用。　　2.虚拟现实技术概念　　2.1基本特性　　虚拟现实（Virtualreality，5VR）是一种综合计算机图形技术、多媒体技术、传感器技术、人机交互技术、网络技术、立体显示技术以及仿真技术等多种科学技术综合发展起来的计算机领域的最新技术，也是力学、数学、光学、机构运动学等各种学科的综合应用。虚拟现实强调三个特性，即沉浸（Immersion）、交互（Int

3、eraction）、构想（Imagination）。　　2.2关键技术　　基于虚拟现实军事仿真中的关键技术主要有：　　2.2.1基本模型构建技术　　它是应用计算机技术生成虚拟世界的基础，它将真实世界的物体在相应的3D虚拟世界里重构，并根据系统物理需求保存部分物理属性。　　2.2.2空间跟踪技术　　主要通过头盔显示器、数据手套、数据衣等常用的交互设备上的空间传感器，确定用户的头、手、躯体或其他操作物在3D虚拟环境中的位置和方向。　　2.2.3声音跟踪技术　　利用不同声源的声音到达某一特定地点的时间差、相位差、声压差等进行虚拟环境的跟踪。　　2.2.4视觉跟踪与视点感应技术

4、　　使用视频摄像机到X-Y平面阵列、周围光或者跟踪光在图像投影平面不同时刻和不同位置上的投影，计算被跟踪对象的位置和方向。　　3军事应用现状　　目前虚拟现实技术在军事领域的应用主要有以下几个方面：　　3.1军事教育5　　在军事教育领域，利用虚拟现实技术，可以把实际教学内容中难以实现的、费用昂贵的实验过程、抽象概念、原理形象生动的表现出来，避免真实实验或操作所带来的各种危险，给学员创造真实的学习氛围，从实质上去把握概念原理，能为学员提供更深、更广的教学内容。　　3.2军事训练　　利用虚拟现实技术进行军事训练，按照训练的内容及复杂程度，主要分为以下几种：　　3.2.1虚拟战

5、场环境　　我们进行作战最为主要的因素就是环境，在我们实际的环境中虚拟教学这一点一定要做足，敌我双方的整体装备，以及人员的配置一定要做的形象逼真，战场的地形以及环境方面一定要做的更加详细，这样我们对于战场的感觉才会更加的逼真。　　3.2.2单兵模拟训练　　其包括虚拟战场环境下的作战训练和虚拟武器装备操作训练。前者是利用虚拟战场环境，士兵穿戴的一身都会有机器敏感的传导系统，就不同的地理环境，我们的士兵会及时的调整自己的作战情况，制定行军以及进行任务完成的方案，能够大大的提升我们官兵在战场上随机应对的能力，尤其能够使得大家的心理承受能力慢慢的增强。虚拟武器装备操作训练是在虚拟

6、武器装备环境中进行的，这类训练对于整体的设备在模拟的系统中进行灵活的运用对于我们单兵真实的能力是很好的检验，尤其对于我们真实状态下对于武器的掌握情况是很好的检验。　　3.2.3多军种联合虚拟演习　　利用分布式虚拟现实仿真环境，不同地点的受训者可以加入到同一个战场环境，不同军兵种进行合同训。　　3.2.4指挥决策模拟5　　利用虚拟现实技术，可以将整个战场态势呈现在指挥者面前，指挥者可根据敌我兵力和战场情况，更确切地了解敌我情况，反复推演，合理处置。　　3.3武器系统设计和评估　　在武器系统方案探索与确定阶段采用虚拟现实技术，设计者可方便自如地介入系统建模和仿真实验全过程，

7、让开发者和用户同时进入虚拟的作战环境中操作武器系统，检验武器系统的设计方案和战技术性能指标及其操作的合理性，缩短了武器系统的研制周期，并能对武器系统的作战效能进行合理评估，从而使武器的性能指标更接近实战要求。洛马公司开发的协同真人临境实验室（CHIL）集成了动态跟踪、虚拟现实等多项先进技术，旨在提高太空系统开发的经济性和效率。该公司计划把CHIL用于各种项目中，其中包括美国空军的下一代全球定位系统GPSIII和NASA的猎户座乘员探索飞行器。　　4虚拟现实技术在军事领域的应用发展趋势　　随着计算机技术的迅猛发展，各学科的不断渗透，虚拟现实