虚拟现实技术在军事中的应用研究

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　　摘要：本文简述了虚拟现实技术的发展历程，并针对该技术在国内外的发展现状进行分析研究，提出了虚拟现实技术的出现极有可能为未来军事领域带来革命性的影响，因此我们应积极研究虚拟现实技术在作战仿真中的应用。
　　关键词：虚拟现实；作战仿真；可视化
　　中图分类号：TP391.9 文献标识码：A
　　
　　1 引言
　　自从世界上出现第一台训练仿真系统(以1929年美国空军飞机练习器-林克机为代表)以来，经过了以机电解算装置为主的仿真系统，以模拟计算机为主的仿真系统，以数字计算机为主的仿真系统等几个阶段，虚拟现实技术得到逐步发展。特别是近十几年来，随着计算机技术的发展，虚拟现实技术的发展也更加迅猛，而且在军事领域中的应用也越来越广泛。
　　虚拟现实技术是近年来系统仿真领域研究的热点，并且在很多行业开始有了实际应用。在军事领域，美国最早将虚拟现实技术应用于作战仿真。其研究人员在虚拟现实技术构造的数字化地形、地貌和敌情数据库上进行作战仿真和武器装备性能的评估。由于虚拟现实技术在军事领域有着广泛的应用前景，因此，美国军方始终把虚拟现实技术的研究与应用列于《国防部关键技术计划》中，并将虚拟现实技术视为建设21世纪军队和培训21世纪人才以及发展新一代信息化战争武器装备的“革命性”手段。
　　虚拟现实技术生成战场环境可视化不仅仅应用在指挥自动化系统，对作战、训练模拟系统以及战术评估、论证系统也有重要意义。如果没有战场可视化的支持，演练将缺乏足够的战场态势表达手段，指挥员难以获得身临其境的感觉，不利于调动参训者的主观能动性，降低了模拟训练的效果。
　　
　　2 国外发展现状
　　为了建设新世纪的数字化部队，打赢未来信息战争，世界许多国家对发展战场态势可视化系统极为重视。美军将发展战场态势可视化系统作为获取战争信息优势的核心之一，投入巨资开展研究。美国陆军1994年的“路易斯安娜94”作战演习就是利用虚拟现实技术进行的。这次演习实现了基于虚拟现实技术、计算机图形学技术、人工智能等技术的战场态势的可视化表达，论证了美国陆军制定的条令、战术和部队编成，使之更加符合21世纪的作战要求，而且节约了经费近20亿美元。在美国海军研究中心支持下研制的“龙”战场态势可视化系统，利用虚拟现实的最新研究成果，建立了一个综合战场信息获取与传输、分析与查询、作战态势显示和指挥控制为一体的虚拟环境，大大提高了指挥员对战场信息的认知、分析能力，提高了作战指挥的效能。该系统的研制，充分展示了战场态势可视化的概念、关键技术和实验途径。该系统已在若干演习中得到使用，取得了良好的效果。此后虚拟现实技术及其产品得到飞速发展，并形成了产业，据简氏信息集团的一份特别报告统计，到了2000年，从事与训练模拟相关的虚拟现实产品制作的公司已多达800多家，其市场将由2000年的400亿美元发展到2010年的650亿美元。虚拟现实以及仿真和模拟技术在军事态势可视化方面的研究成果以及这些成果的应用已经不仅是用remarkable――“非凡”这个词所能形容的了。美国国防科技委员会认为：美国在沙漠风暴、巴而干半岛、阿富汗和伊拉克战争的低伤亡率，很大程度是平时作战模拟训练的进一步运用,在这训练模拟系统中充分运用了虚拟现实等一系列技术，全方位、多层次、多角度实现战场态势的综合表现。在美国国防科技委员会2000年度的报告“Training Superiority and Training Surprise”中总结到“这个30年前的新发明不用流一滴血就把我们的单兵和团队训练成了战场上的王牌”。
　　
　　3 国内发展现状
　　我们国内的一些院校和科研单位，陆续开展了虚拟现实技术的研究，而且可喜的是，已经实现或正在研制的虚拟现实系统也有不少。像浙江大学心理学国家重点实验室开发的虚拟故宫、CAD&；CG国家重点实验室开发出桌面虚拟建筑环境实时漫游系统；清华大学计算机系对虚拟现实和临场感方面进行了研究，例如球面屏幕显示和图像随动、克服立体图闪烁的措施和深度感试验等方面都具有不少独特的方法；另外，西安交通大学、哈尔滨工业大学、中科院软件所、上海交通大学等单位也进行了不同领域、不同方面的VR技术研究工作，并取得了一批研究成果。其中，北京航空航天大学计算机系虚拟现实与可视化新技术研究室在国家863计划支持下，作为集成单位，与国防科技大学、浙江大学、装甲兵工程学院、中科院软件所和解放军测绘学院等单位一起建立了一个用于虚拟现实技术研究和应用的分布式虚拟环境基础信息平台，英文缩写为DVENET。DVENET由一个专用计算机网络以及支持分布式虚拟环境研究与应用的各种标准、开发工具和基础信息数据（如三维逼真地形）组成。基于 DVENET，一个分布式虚拟战场环境被成功开发出来。目前，应用DVENET，可以实现包含远程的数十个武器虚拟平台在同一块逼真地形下进行协同作业或对抗演练。参演人员（即用户）可以通过不同的交互方式控制真实的或虚拟的武器仿真平台在虚拟战场环境中进行异地协同与对抗战术演练。
　　
　　4 结论
　　目前，我军对作战仿真的研究日趋深入，但与先进的军事大国相比，仍存在不少差距。由于虚拟现实技术的出现极有可能为未来军事领域带来革命性的影响，因此我军应积极研究虚拟现实技术在作战仿真中的应用。
　　
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　　作者简介：刘世彬(1977-)，男(汉族)，河北邯郸，沈阳炮兵学院，讲师，硕士，研究方向：作战模拟与系统仿真；刘兴彦（1966-），男（汉族），吉林白城，沈阳炮兵学院，副教授，硕士，研究方向：自行突击炮作战训练仿真模拟。

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