耿義良 高新杰 宋凱

摘 要：目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展形成了較為完備的專業(yè)技術(shù)體系，并迅速地發(fā)展為一項(xiàng)通用性、戰(zhàn)略性技術(shù)。在軍事領(lǐng)域內(nèi)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高技術(shù)條件下的戰(zhàn)爭中得以廣泛應(yīng)用，特別是該技術(shù)對(duì)戰(zhàn)斗力的提升影響深遠(yuǎn)。

關(guān)鍵詞：軍事；虛擬現(xiàn)實(shí)；影響

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念和特點(diǎn)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality，簡稱VR）又稱靈境技術(shù)，它是一種基于計(jì)算信息的沉浸式交互環(huán)境，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為主，綜合利用三維圖形技術(shù)、模擬技術(shù)、傳感技術(shù)、人機(jī)界面技術(shù)等生成一個(gè)關(guān)于視覺、聽覺、觸覺等感官的三維空間的虛擬世界，讓參與者身臨其境一般，產(chǎn)生沉浸感。從宏觀上來看，它屬于一種可控制的、無破壞性的、耗費(fèi)小的、并允許多次重復(fù)的試驗(yàn)手段。在虛擬現(xiàn)實(shí)的環(huán)境里，人與模型之間可以進(jìn)行交互，由此產(chǎn)生的反饋效果和在真實(shí)世界中獲得的感受是一樣的，該技術(shù)還可用于構(gòu)造出當(dāng)前不存在的環(huán)境、人類不可能到達(dá)的環(huán)境或是純粹虛構(gòu)的環(huán)境。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要有三大特點(diǎn)：Immersion（沉浸感）、Interaction（交互性）和Imagination（構(gòu)想性），又可稱為3I特性。

Immersion（沉浸感）：計(jì)算機(jī)和使用者或者體驗(yàn)者通過人類自然的方式進(jìn)行交互，完全沉浸在由高技術(shù)營造的虛擬環(huán)境中；Interaction（交互性）：不同于其他的系統(tǒng)或是技術(shù)手段，在虛擬現(xiàn)實(shí)的世界中，使用者不再是被動(dòng)的接受信息而是能夠主動(dòng)的參與信息的交互，例如，利用輸入設(shè)備來操作虛擬的物體或設(shè)備；Imagination（構(gòu)想性）：在虛擬現(xiàn)在的系統(tǒng)中，使用者或是操作者可以獲取理性和感性的認(rèn)知，從而加深對(duì)被操作對(duì)象的理解與認(rèn)識(shí)，或是產(chǎn)生創(chuàng)造性的新想法、新概念。啟發(fā)思維、獲取信息（對(duì)時(shí)空環(huán)境的現(xiàn)實(shí)構(gòu)想）是其隱性的最終目的，而身臨其境、栩栩如生的沉浸感和與現(xiàn)實(shí)無差別的人機(jī)互動(dòng)則是其顯性的實(shí)質(zhì)特征。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的分類

根據(jù)用戶參與虛擬現(xiàn)實(shí)的不同方式和程度，大體上可以將該技術(shù)分為四大類：初級(jí)虛擬現(xiàn)實(shí)（桌面級(jí)）、中級(jí)虛擬現(xiàn)實(shí)（沉浸式）、高級(jí)虛擬現(xiàn)實(shí)（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)式）和網(wǎng)絡(luò)級(jí)虛擬現(xiàn)實(shí)（分布式）。

所謂桌面級(jí)虛擬現(xiàn)實(shí)是最初級(jí)的，或者稱為入門級(jí)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。主要是以計(jì)算機(jī)的屏幕（單屏或多屏顯示）為窗口，以PC或低級(jí)的工作站為硬件設(shè)備的系統(tǒng)。此類系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于成本低、便于普及化；缺點(diǎn)在于缺乏真實(shí)的體驗(yàn)感。沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)主要依賴于使用者與合成圖像的集成，主要設(shè)備是頭盔式、投影式顯示設(shè)備，它為用戶提供了一種完全置身于虛擬境界之中的感覺。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的虛擬技術(shù)主要是用來增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中無法感知或不便感知的體驗(yàn)，它對(duì)計(jì)算機(jī)軟、硬件提出了更高的要求。分布式虛擬是指基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬環(huán)境，在該環(huán)境下，處于不同地理位置上的各用戶或不同的虛擬環(huán)境通過網(wǎng)絡(luò)相互聯(lián)接，共享信息資源。

三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在軍事上的應(yīng)用

近些年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)滲透進(jìn)軍事生活的各個(gè)方面，開始在軍事領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越大的作用。目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中在虛擬戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境、軍事訓(xùn)練和武器裝備的研制與開發(fā)和作戰(zhàn)仿真等方面。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）通過訓(xùn)練模擬器（桌面級(jí)或沉浸式）進(jìn)行訓(xùn)練，提高作戰(zhàn)人員的軍事素質(zhì)；

（2）利用VR技術(shù)（沉浸式或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)式）提高武器裝備的性能，加速高科技應(yīng)用，高新技術(shù)武器的研制開發(fā)、論證、評(píng)估及預(yù)測(cè)；

（3）在戰(zhàn)爭開始前，采用VR技術(shù)（分布式）選擇最佳作戰(zhàn)方案，制定周密的行動(dòng)計(jì)劃，對(duì)作戰(zhàn)的組織指揮起到重要作用；

（4）通過VR（分布式），研究新的作戰(zhàn)思想、作戰(zhàn)理論，制定戰(zhàn)略計(jì)劃。

隨著軍事裝備的現(xiàn)代化，其自動(dòng)化、智能化程度不斷提高，對(duì)裝備的模擬更復(fù)雜，所花的經(jīng)費(fèi)越來越多。特別是一些大型復(fù)雜的電子裝備，如C3I，C4I 等系統(tǒng)。由于許多電子裝備的壽命不在于操作次數(shù)的多少，而主要取決于電子元器件的自然壽命，充分依托裝備開發(fā)各種虛擬現(xiàn)實(shí)的訓(xùn)練系統(tǒng)，能較好地解決依靠實(shí)際裝備訓(xùn)練會(huì)磨損和降低實(shí)裝壽命的問題。利用計(jì)算機(jī)等成熟設(shè)備，開發(fā)實(shí)裝的“嵌入式”“虛擬化”系統(tǒng)，對(duì)于減少實(shí)物試驗(yàn)次數(shù)、節(jié)省經(jīng)費(fèi)、提高維護(hù)水平、延長裝備壽命周期、強(qiáng)化部隊(duì)訓(xùn)練等具有非常重要的意義。

分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在軍事上最明顯的應(yīng)用是多兵種聯(lián)合作戰(zhàn)訓(xùn)練，進(jìn)行多種武器平臺(tái)作戰(zhàn)仿真。在DIS生成的逼真戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境支持下，可以進(jìn)行作戰(zhàn)仿真，熟練掌握合成作戰(zhàn)技術(shù)、作戰(zhàn)原則、發(fā)展新的作戰(zhàn)方式和方法，提高各級(jí)指揮人員的戰(zhàn)場(chǎng)指揮能力，并可大大減少風(fēng)險(xiǎn)和高額開銷。美國是最早發(fā)展分布式交互虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的國家。美國陸軍的CCTI（近戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)），是美國用于部隊(duì)訓(xùn)練的第一個(gè)分布交互虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，可為美國本土和美在北約駐軍的野外訓(xùn)練提供高逼真度的虛擬戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境。聯(lián)網(wǎng)演習(xí)，比起實(shí)戰(zhàn)演習(xí)來，其成本低、損傷少、安全保密，多次反復(fù)演練，而且方案可以多變，準(zhǔn)備時(shí)間短。

伴隨著網(wǎng)格技術(shù)的快速發(fā)展，使得分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)得到了更好的發(fā)展。網(wǎng)格技術(shù)的核心是解決網(wǎng)絡(luò)上各種資源的動(dòng)態(tài)共享與協(xié)同應(yīng)用。軍事網(wǎng)格是由各種通信衛(wèi)星、微波中繼站、地面光纜、無線電臺(tái)、野戰(zhàn)地域網(wǎng)等通信基礎(chǔ)設(shè)施，以及各種計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)器、網(wǎng)格軟件平臺(tái)、數(shù)據(jù)庫、地理信息系統(tǒng)等計(jì)算信息設(shè)施組成，具有廣域分布、無縫連接、動(dòng)態(tài)擴(kuò)展和高度集成的特點(diǎn)。

軍事領(lǐng)域虛擬現(xiàn)實(shí)的實(shí)際需求、現(xiàn)代分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展以及最新網(wǎng)格技術(shù)的興起已經(jīng)為研究基于網(wǎng)格的新型虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和構(gòu)造網(wǎng)格環(huán)境下的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)奠定了良好的基礎(chǔ)，我們稱之為“基于網(wǎng)格的虛擬現(xiàn)實(shí)”。

盡管目前網(wǎng)格技術(shù)還不是很成熟，但它將是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展方向，及早開展基于網(wǎng)格的軍事應(yīng)用研究，對(duì)于我軍未來搶占信息制高點(diǎn)，推動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用具有非常重要的意義。

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（作者單位：1.武警石家莊士官學(xué)校 訓(xùn)練部 信息管理中心；

2.武警石家莊士官學(xué)校 基礎(chǔ)部 通信基礎(chǔ)教研室；

3.武警石家莊士官學(xué)校 基礎(chǔ)部 信息技術(shù)教研室）